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Pesquisadores desenvolvem ferramentas de Inteligência Artificial para análise de ECGs e detecção precoce de arritmias

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Fonte

Technion | Instituto de Tecnologia de Israel

Data

segunda-feira, 19 julho 2021 06:25

Áreas

Bioinformática. Computação. Inteligência Artificial. Medicina.

Nos últimos anos, houve um progresso significativo na área de aprendizado profundo – uma das técnicas da Inteligência Artificial – mas, no momento, praticamente não há produtos médicos disponíveis que usem essa tecnologia. Consequentemente, os médicos continuam a empregar as mesmas ferramentas usadas nas décadas anteriores.

Para encontrar uma solução para este problema, o grupo de pesquisa da Dra. Yael Yaniv, professora da Faculdade de Engenharia Biomédica do Instituto de Tecnologia de Israel (Technion) uniu forças com os grupos de pesquisa dos professores Dr. Alex Bronstein e Dr. Assaf Schuster, da Faculdade de Ciência da Computação do Technion. Como resultado desta colaboração, novos resultados de pesquisa foram publicados na revista científica PNAS. No artigo, os autores demonstram um sistema baseado em Inteligência Artificial que detecta automaticamente doenças com base em centenas de eletrocardiogramas, que são atualmente a tecnologia mais difundida empregada para o diagnóstico de patologias cardíacas.

O novo sistema analisa automaticamente os eletrocardiogramas (ECGs) usando redes neurais aumentadas – uma das ferramentas mais importante no aprendizado profundo hoje. Essas redes aprendem padrões diferentes treinando em um grande número de amostras, e o sistema desenvolvido pelos pesquisadores foi treinado em mais de 1,5 milhão de segmentos de ECG de centenas de pacientes em hospitais em diferentes países.

O eletrocardiograma, desenvolvido há mais de um século, fornece informações importantes sobre as condições que afetam o coração e o faz de forma rápida e não invasiva. O problema é que as impressões são atualmente interpretadas por um cardiologista humano e, portanto, sua interpretação é, necessariamente, permeada por elementos subjetivos. Como resultado, vários grupos de pesquisa em todo o mundo estão trabalhando no desenvolvimento de sistemas que interpretarão automaticamente as impressões com eficiência e precisão. Além disso, esses sistemas são capazes de identificar condições patológicas que os cardiologistas humanos, independentemente de sua experiência, não serão capazes de detectar.

O sistema desenvolvido pelos pesquisadores do Technion foi construído de acordo com requisitos definidos pelos cardiologistas, e sua saída inclui uma estimativa de incerteza dos resultados, indicação de áreas suspeitas na onda de ECG e alertas sobre resultados inconclusivos e aumento do risco de patologia não observada no próprio sinal de ECG. O sistema demonstra sensibilidade suficiente ao fornecer alertas sobre pacientes em risco de arritmia, mesmo quando a arritmia não é demonstrada na impressão do ECG e a taxa de alarmes falsos é insignificante. Além disso, o novo sistema explica suas decisões usando a terminologia cardiológica aceita.

Os pesquisadores esperam que este sistema possa ser usado para varredura cruzada de populações para a detecção precoce de pessoas que estão em risco de arritmia. Sem esse diagnóstico precoce, essas pessoas correm um risco maior de ataque cardíaco e derrame.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Technion (em inglês).

Fonte: Technion. Imagem: Getty Images.

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