KI-verstärkte EKGs können bald den allgemeinen Gesundheitszustand beurteilen
Wissenschaftler haben ein Werkzeug für künstliche Intelligenz trainiert, um das Geschlecht vorherzusagen und das Alter anhand von Elektrokardiogramm-Messwerten abzuschätzen. Sie schlagen vor, dass das Tool mit der Weiterentwicklung bald Ärzten helfen könnte, die allgemeine Gesundheit ihrer Patienten zu beurteilen.
Ein Elektrokardiogramm, auch als EKG oder EKG bezeichnet, ist ein schmerzloser, einfacher Test, der die elektrische Aktivität des Herzens einer Person aufzeichnet.
Ein kürzlich veröffentlichter Artikel in der Zeitschrift Zirkulation: Arrhythmie und Elektrophysiologiebeschreibt, wie das Team ein Tool für künstliche Intelligenz (KI) entwickelt hat, um das Geschlecht vorherzusagen und das Alter anhand von EKG-Daten abzuschätzen.
Die Forscher vom Mayo Clinic College für Medizin und Wissenschaft in Rochester, MN, trainierten das AI-Tool, das als Faltungs-Neuronales Netzwerk (CNN) bekannt ist, mithilfe von EKG-Messwerten von fast 500.000 Personen.
Als sie die Genauigkeit des CNN an weiteren 275.000 Personen testeten, stellten sie fest, dass es sehr gut in der Vorhersage des Geschlechts, aber weniger gut in der Vorhersage des Alters war. Das KI-Tool hat in 90% der Fälle das richtige Geschlecht, in 72% der Fälle jedoch nur das richtige Alter.
Das Team konzentrierte sich dann auf 100 Personen in der Testcharge, für die sie mindestens 20 Jahre lang EKG-Messwerte hatten.
Diese genauere Untersuchung ergab, dass die Genauigkeit der Altersschätzungen des KI-Tools davon abhängt, ob bei den Personen Herzerkrankungen aufgetreten sind.
KI hat das Potenzial, das „physiologische Alter“ zu ermitteln.
Bei Personen mit Herzerkrankungen waren die Altersschätzungen des KI-Tools tendenziell höher als ihr chronologisches Alter.
Für diejenigen, die nur wenige oder gar keine Herzerkrankungen hatten, lagen die Altersschätzungen des KI-Tools viel näher am chronologischen Alter der Teilnehmer.
Die Ergebnisse zeigten, dass bei Menschen mit niedriger Ejektionsfraktion, hohem Blutdruck und Herzerkrankungen das AI-Tool das Alter auf mindestens 7 Jahre höher als das chronologische Alter schätzte.
Die Ejektionsfraktion ist ein Maß dafür, wie gut das Herz pumpt.
Die Forscher sagen, dass diese Ergebnisse darauf hindeuten, dass das Tool das biologische oder physiologische Alter zu schätzen scheint, das im Gegensatz zum chronologischen Alter den allgemeinen Gesundheitszustand und die Körperfunktion einer Person widerspiegelt.
"Dieser Beweis", sagt der leitende Studienautor Dr. Suraj Kapa, Assistenzprofessor für Medizin an der Mayo-Klinik, "dass wir möglicherweise eine Art" physiologisches Alter "finden, war sicherlich sowohl überraschend als auch aufregend für die potenzielle Rolle von [AI] in der Zukunft Ergebnisse der Forschung und möglicherweise ein neues Gebiet der Wissenschaft fördern, in dem wir versuchen, die biologischen Grundlagen eines solchen Befundes besser zu verstehen. “
Physiologisches Alter und allgemeine Gesundheit
Selbst Menschen ohne medizinische Ausbildung können sehen, dass verschiedene Menschen unterschiedlich zu altern scheinen.
Wissenschaftler, die die Alterungsforschung untersuchen, wenden sich zunehmend dem physiologischen Alter zu, um den Fortschritt biologischer Alterungsprozesse zu messen, im Gegensatz zum einfachen Zeitablauf.
Zu diesem Zweck haben sie eine Reihe von Biomarkern vorgeschlagen, darunter solche, die Substanzen im Blut, epigenetische Veränderungen der DNA und den Grad der Gebrechlichkeit messen.
Dr. Kapa und Kollegen schlagen vor, dass die Fähigkeit, Diskrepanzen zwischen dem chronologischen Alter und dem durch die elektrischen Signale des Herzens vorgeschlagenen Alter zu erkennen, als nützlicher Biomarker für versteckte Herzkrankheiten und andere Erkrankungen dienen könnte.
"Die genauere Beurteilung des allgemeinen Gesundheitszustands kann Ärzten helfen, zu bestimmen, welche Patienten sie weiter untersuchen sollten, um festzustellen, ob es asymptomatische oder derzeit stille Krankheiten gibt, die von einer frühzeitigen Diagnose und Intervention profitieren könnten", erklärt Dr. Kapa.
Die Forscher fordern mehr Forschung, um die Verwendung des AI-verstärkten EKG als Methode zur Abschätzung des physiologischen Alters bei gesunden Menschen zu validieren.
Die Daten, die sie verwendeten, stammten von Personen, die sich aus klinischen Gründen EKGs unterzogen hatten.
"Während Ärzte bereits überlegen, ob ein Patient im Rahmen seiner körperlichen Grunduntersuchung" sein angegebenes Alter "aufweist, kann die Fähigkeit, dies objektiver und konsistenter zu bewerten, die Gesundheitsversorgung auf mehreren Ebenen beeinflussen."
Dr. Suraj Kapa
