Применение искусственного интеллекта для раннего выявления инсульта

Если у человека происходит инсульт, то фактически начинается обратный отсчёт времени с уменьшением шансов на выздоровление. После инсульта 35% пациентов погибают в первые дни, ещё 15% – в течение первого года¹. Остальные чаще всего теряют трудоспособность, нуждаются в постоянном уходе и длительной реабилитации. Поэтому так важно не упустить драгоценное время, оперативно поставить диагноз и начать лечение во время так называемого терапевтического окна, которое длится всего несколько часов. Для этого требуется быстрая и точная диагностика с определением наличия и типа инсульта: ишемический или геморрагический. Искусственный интеллект позволяет быстро установить диагноз даже в острой фазе заболевания, не пропустить начальные изменения в головном мозге, определить локализацию и объем патологии, тем самым повышая шансы на сохранение жизни человека и более эффективную и быструю реабилитацию.

Как диагностируют инсульт

Сразу после появления симптомов родственники больного вызывают скорую помощь или самостоятельно доставляют человека в больницу. Первый этап диагностики предполагает клиническое обследование, чтобы определить наличие инсульта и оценить тяжесть состояния пациента. Затем проводится компьютерная томография. Она позволяет:

• подтвердить факт наличия инсульта;
• определить тип инсульта: ишемический или геморрагический;
• оценить локализацию и степень повреждения мозга;
• выявить возможные неблагоприятные прогностические факторы.

КТ играет важнейшую роль в определении лечебной тактики. При ишемическом инсульте может быть выполнен тромболизис (растворение тромба) или тромбэктомия (удаление тромба), чтобы восстановить кровоснабжение мозга и защитить ткани от некроза. При геморрагическом инсульте, а также при кровоизлиянии в зону ишемии тромболизис не проводится.

Для стандартизации результатов КТ в 2000 году введена шкала ASPECTS. Она предполагает подсчет количества областей мозга с ранними признаками ишемии. При кажущейся простоте, оценка балла по ASPECTS разными специалистами имеет высокую вариабельность. Врачи могут по-разному оценивать одни и те же КТ-снимки.

Как ИИ помогает диагностировать инсульт

Для повышения объективности, точности, скорости диагностики инсульта используется искусственный интеллект. Пример сервиса на основе ИИ для диагностики инсульта по КТ-снимкам: «КТ головного мозга». Инсульт с помощью алгоритма искусственного интеллекта можно диагностировать дистанционно, отправляя КТ-снимки и получая их обратно в обработанном виде, вместе с предварительным рентгенологическим заключением. Сервис выделяет зоны патологических изменений и рассчитывает балл по шкале ASPECTS. Эти результаты не только помогают принять правильное решение относительно терапевтической тактики, но и существенно облегчают работу врачу-рентгенологу.

Ожидается, что широкое внедрение ИИ в практику диагностики инсульта поможет уменьшить время, затрачиваемое на описание снимков, а также снизит процент диагностических ошибок¹.

Сочетание ИИ с другими инструментами

Огромную роль в оказании помощи пациентам с ишемией играет время. Хотя «терапевтическое окно» в 4,5 часа кажется достаточно большим, на самом деле, отсчёт времени начинается не с приезда бригады скорой помощи, а с момента закупорки сосудов в мозге, которое обычно остается неизвестным. Поэтому на практике времени у врачей, чтобы спасти головной мозг пациента от значительного повреждения, гораздо меньше. Примером успешной интеграции искусственного интеллекта в клиническую практику в сочетании с другими инструментами является система «УДАР». Она позволяет ускорить оказание помощи при подозрении на инсульт. Фельдшер вводит в систему данные клинического обследования, чтобы оценить тяжесть инсульта, и получает рекомендации от невролога регионального сосудистого центра по поводу дальнейшей маршрутизации пациента. Затем пациента доставляют на КТ-исследование, а сервис на основе ИИ помогает провести диагностику, ускоряя интерпретацию полученных данных.

Благодаря работе системы «УДАР» региональному сосудистому центру «Центральная клиническая больница» удалось стать лидером в Новосибирской области по количеству процедур удаления тромбов из сосудов головного мозга. В 2023 году количество таких процедур увеличилось более чем в 10 раз. В 2023 году центр добился также одних из самых низких показателей летальности в регионе – 7,7%, годом ранее он составлял более 22%.

Оценка индивидуального риска инсульта

Наряду с системами диагностики, разрабатываются также технологии для оценки вероятности возникновения инсульта у человека. Персональный риск рассчитывают с учетом основных факторов риска: пол, возраст, артериальное давление, семейный статус, болезни сердца, род занятий, место жительства, уровень глюкозы в крови, курение, индекс массы тела. При высоком риске можно принять меры по профилактике инсульта, эффективность которой достигает 80%².

Эффективность ранней диагностики инсульта с помощью ИИ

Системы на основе ИИ для ранней диагностики инсульта используются в медицине уже несколько лет. Среди них сервисы: «КТ головного мозга» (Россия), Rapid, Viz LVO (США), Brainomix (Великобритания), Avicenna CINA (Франция). Они имеют высокие показатели точности – более 80%³.

Результаты оценки снимков компьютерной томографии и определение баллов по шкале ASPECTS искусственным интеллектом сопоставимы с оценкой врачом. Это вывод систематического обзора и метаанализа 11 исследований с участием 1976 пациентов⁵.

Некоторые исследования показывают, что пациенты с инсультом могут получить помощь быстрее благодаря внедрению искусственного интеллекта, что потенциально позволяет улучшить прогноз для таких больных. В одном из исследований использование системы Viz LVO снизило период времени от проведения КТ до прокола кожи на 25 минут⁴.

Искусственный интеллект – эффективный инструмент ранней диагностики инсульта и оценки его тяжести, который сокращает время до оказания медицинской помощи и помогает врачам принять правильные клинические решения. Системы диагностики инсульта на основе ИИ разработаны и внедрены в большинстве развитых стран мира. Многочисленные исследования подтверждают пользу от использования ИИ в клинической практике.

Источники

1 – Андропова П.Л., Гаврилов П.В., Савинцева Ж.И., Вовк А.В., Рыбин Е.В. Применение систем искусственного интеллекта в нейрорадиологии острого ишемического инсульта // Лучевая диагностика и терапия. 2021. Т. 12, № 2. С. 30–36, http://dx.doi.org/10.22328/2079-5343-2021-12-2-30-36.
2 – Чирухин Д.А., Чунарев Н.М. Искусственный интеллект в решении актуальных социальных и экономических проблем ХХI века. Сборник статей по материалам Седьмой всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Пермь, 2021
3 – Marie Westwood, Bram Ramaekers, Sabine Grimm, Nigel Armstrong, Ben Wijnen, Charlotte Ahmadu, Shelley de Kock, Caro Noake, Manuela Joore. Software with artificial intelligence-derived algorithms for analysing CT brain scans in people with a suspected acute stroke: a systematic review and cost-effectiveness analysis. Health Technol Assess. 2024 Mar;28(11):1-204. doi: 10.3310/RDPA1487.
4 – Jacob R Morey, Xiangnan Zhang, Kurt A Yaeger, Emily Fiano, Naoum Fares Marayati, Christopher P Kellner, Reade A De Leacy, Amish Doshi, Stanley Tuhrim, Johanna T Fifi. Real-World Experience with Artificial Intelligence-Based Triage in Transferred Large Vessel Occlusion Stroke Patients. Cerebrovasc Dis. 2021;50(4):450-455. doi: 10.1159/000515320.
5 – Antonis Adamou, Eleftherios T Beltsios, Angelina Bania, Androniki Gkana, Andreas Kastrup, Achilles Chatziioannou, Maria Politi, Panagiotis Papanagiotou. Artificial intelligence-driven ASPECTS for the detection of early stroke changes in non-contrast CT: a systematic review and meta-analysis. J Neurointerv Surg. 2023 Nov;15(e2):e298-e304. doi: 10.1136/jnis-2022-019447. Epub 2022 Dec 15.