EKG tijekom sna i AI: signal za raniju procjenu kardiovaskularnog rizika

Noć provedena u laboratoriju za spavanje možda skriva više informacija o srcu nego što se dosad iskorištavalo. Istraživači su razvili model strojnog učenja koji iz jednokanalnog elektrokardiograma, snimljenog tijekom spavanja, i podataka o fazama sna procjenjuje dugoročan kardiovaskularni rizik. Nalaz je obećavajući za ranije prepoznavanje osoba koje bi trebalo pažljivije pratiti, ali nije dokaz da se buduća bolest može pouzdano dijagnosticirati jednom noći snimanja.

Signal koji se obično bilježi, ali rijetko tumači

Polisomnografija, opsežno noćno snimanje koje se koristi pri obradi poremećaja spavanja, rutinski uključuje zapis električne aktivnosti srca. Taj se zapis ponajprije promatra radi neposrednih nepravilnosti, dok velik dio suptilnih promjena ritma ostaje izvan standardne procjene. Novi pristup pokušava upravo u tim podacima pronaći uzorke povezane s kasnijim zdravstvenim ishodima.

Posebno je važan prijelaz kroz lakše stadije sna. Tada se autonomni živčani sustav brzo prebacuje između različitih razina aktivnosti, pa se sitne promjene u frekvenciji srca i provođenju električnog impulsa mogu jasnije očitovati. Model ne dobiva desetke signala s tijela: oslanja se na jedan EKG kanal s prsnog koša, spojen s informacijom o tome u kojoj je fazi sna osoba bila.

Veliki skupovi podataka, pa odvojena provjera

Algoritam je prilagođen na zapisima 15.809 pacijenata iz bolnice Massachusetts General Hospital. Zatim je provjeren na dvjema zasebnim skupinama: 9.810 pacijenata iz Emory University Hospitala i 12.576 iz Beth Israel Deaconess Medical Centera. Ishodi tijekom sljedećeg desetljeća utvrđivani su iz elektroničkih zdravstvenih zapisa. Takva podjela podataka važna je jer model koji dobro prepoznaje obrasce u skupu na kojem je razvijen ne mora jednako raditi u drugoj ustanovi.

U provjerama je viši rezultat modela bio povezan s većom vjerojatnošću fibrilacije atrija, zatajenja srca i smrti od bilo kojeg uzroka. Povezanost je ostala prisutna nakon što su uzeti u obzir dob, spol, indeks tjelesne mase, dijabetes, hipertenzija te obilježja spavanja poput težine apneje, buđenja i učinkovitosti sna. To pokazuje da EKG tijekom sna nosi dodatnu statističku informaciju povrh uobičajenih čimbenika rizika; ne pokazuje, međutim, da je sam san uzrok buduće bolesti.

Što brojke zapravo govore

Kad je rezultat modela porastao za jednu standardnu devijaciju, rizik fibrilacije atrija u promatranim skupinama bio je 103 do 172 posto veći. Za zatajenje srca raspon je iznosio 69 do 133 posto, a za smrtnost od bilo kojeg uzroka 65 do 82 posto. To su odnosi rizika među skupinama, a ne postotci koji pojedincu određuju njegovu sudbinu. Osobito ne znače da će osoba s visokim rezultatom nužno oboljeti.

Dodavanje algoritamskog rezultata postojećim procjenama povećalo je njihovu sposobnost razlikovanja osoba koje će razviti fibrilaciju atrija, zatajenje srca ili umrijeti, i to do nekoliko postotnih bodova. U kliničkom probiru i malen pomak može biti koristan ako usmjeri liječnika prema dodatnoj obradi. Njegova stvarna vrijednost tek treba biti potvrđena u tome mijenja li odluke i poboljšava li ishode bolesnika.

Od predviđanja do korisnog alata još je dug put

Studija je promatračka: otkriva vezu između obrasca u signalu i kasnijih događaja, ne ispituje liječenje niti dokazuje uzročnost. Sudionici su već bili upućeni na pretragu spavanja, zato se rezultati ne mogu automatski prenijeti na opću populaciju ni na podatke sa svakog potrošačkog uređaja. Za moždani udar i infarkt miokarda prediktivni postupak također traži dodatno usavršavanje.

Prije moguće primjene potrebna su prospektivna ispitivanja, provjera u raznolikijim populacijama i jasna pravila o tome kako liječnik reagira na povišeni rezultat. Prednost jednokanalnog EKG-a jest što ga je lakše prikupiti od standardnog zapisa s dvanaest odvoda, potencijalno i jeftinim flasterom. No ta praktičnost sama po sebi nije dovoljna za uvođenje u skrb. Za sada je riječ o metodi procjene rizika u razvoju, a ne o zamjeni za kardiološki pregled, dijagnozu ili individualni liječnički savjet.