基于AI的图像分析自动检测到严重的心脏病

研究人员开发了一种新的人工智能（AI）方法，可以使用光学相干断层扫描（OCT）图像自动检测心脏动脉中的斑块侵蚀。监测动脉中的斑块很重要，因为当斑块分开时，它会阻塞血液流向心脏，从而导致心脏病发作或其他严重的疾病。

“如果胆固醇牌匾衬里动脉开始侵蚀，可能导致突然减少血流量研究团队负责人Zhao Wang说，在中国电子科学技术大学的研究团队负责人Zhao Wang说：“我们的新方法可以帮助改善斑块的临床诊断，这需要紧急治疗。侵蚀并用于为心脏病患者开发新疗法。”

OCT是一种具有微米级分辨率的光学成像方法，当与微型导管集成时，可以在血管提供3D冠状动脉的图像，这些动脉向心脏供应血液。尽管临床医生越来越多地使用血管内OCT来寻找斑块侵蚀，但产生的大量数据和视觉解释图像的复杂性已导致观察者间的显着变异性。

为了解决这个问题，Wang与他的机构的一组工程师和由Harbin医科大学第二附属医院的Bo Yu领导的医生一起开发了一种客观的自动方法，该方法使用AI根据OCT图像来检测基于OCT图像的斑块侵蚀。他们描述了期刊中的新技术生物医学光学元件并证明它足够精确，可以将其用作作为基础临床诊断。

王说：“我们的新基于AI的方法可以使用原始OCT图像自动检测斑块侵蚀的存在。”“客观和自动检测斑块侵蚀的能力将减少与诊断相关的费力手动评估。”

应用AI

新方法由两个主要步骤组成。首先，一种称为A的AI模型神经网络使用原始图像和两个形状信息来预测可能的斑块侵蚀区域。然后，基于临床上可解释的特征，使用后处理算法来完善初始预测，这些算法模仿了知识专业医生用来诊断的知识专业医生。

王说：“我们必须开发一种新的AI模型，该模型包含了明确的形状信息，这是用于识别OCT图像中斑块侵蚀的关键功能。”“潜在的血管内OCT成像技术也至关重要，因为它目前是可用于诊断活着患者斑块侵蚀的最高分辨率成像方式。”

当OCT用于血管内成像时，成像探针会自动向后拉动导管内部，每次回调产生数百张图像。研究人员使用5,553张临床OCT图像的16个回调，带有斑块侵蚀，并在没有斑块侵蚀的3,224张图像的10个回调中进行了回调。自动化方法正确预测了80％的斑块侵蚀病例，正预测值为73％。他们还发现，基于自动化方法的诊断与三位经验丰富的医生的诊断非常匹配。

“尽管需要进一步的安全验证和监管机构批准临床用途在患者中，该技术可用于促进斑块侵蚀的诊断。”王说。“这将涉及医生对算法的发现，然后确定急性冠状动脉综合征的原因和最佳治疗策略。”

研究新疗法

该方法也可以通过消除手动图像分析的时间耗时和乏味的过程来分析现有的OCT数据大量。这可以帮助科学家改善斑块侵蚀的识别和治疗。例如，通常使用支架来恢复急性冠状动脉综合征患者的血液流量减少，但最近的研究表明，某些药物可能会提供较少的侵入性替代方法。

王说：“血管内成像伴有AI技术，可能是诊断冠状动脉疾病和治疗计划的极其有价值的工具。”“将来，这种新方法可以帮助医生制定个性化的治疗策略，以最佳管理急性冠状动脉综合征。”

研究人员现在正在努力通过更好地合并3D信息并结合更多标记的数据来改善AI模型的性能，以改善其新技术。将来，他们还计划使用一个较大的数据集，其中包括全球人口进行培训和评估算法。他们还想探索如何在各种临床情况下使用它，以进一步证明其潜在的效用和价值。

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