Tekoäly kardiologiassa

By Gaea Marelle Miranda, M.Sc.Reviewed by Dr. Tomislav Meštrović, MD, Ph.D.

Teknologia-alan jatkuva kehitys on mahdollistanut teollisuuden sulautumisen lääketieteen kanssa uusien integroitujen, luotettavien ja tehokkaiden menetelmien luomiseksi laadukkaan terveydenhuollon tarjoamiseksi. Yksi meneillään olevista suuntauksista kardiologiassa tällä hetkellä on ehdotettu tekoälyn (AI) hyödyntämistä kardiologin tehokkuuden lisäämisessä ja laajentamisessa.

Kardiologia on laaja ala, joka keskittyy suureen määrään sairauksia, jotka käsittelevät erityisesti sydäntä, verenkiertoelimistöä ja sen toimintoja. Sellaisenaan yksilöllä voi esiintyä samankaltaisia oireita ja diagnostisia piirteitä, minkä vuoksi lääkärin on vaikea erottaa helposti varsinaista sydämeen liittyvää ongelmaa. Näin ollen tekoälyn käytöllä pyritään vapauttamaan lääkärit tästä esteestä ja ulottamaan parempi laatu potilaille.

Image Credit: Elnur /

Kehittyvät suuntaukset

Seulontatutkimusten, kuten kaikukardiografian, magneettikuvauksen tai tietokonetomografian, tuloksia on jo pitkään ehdotettu analysoitavaksi tekniikan edistyneemmillä menetelmillä. Vaikka tekoälyä ei sinänsä vielä käytetä laajalti kliinisessä käytännössä, sitä pidetään terveydenhuollon tulevaisuutena.

Tämä johtuu siitä, että tekoäly tai koneoppiminen mahdollistaisi potilaan toimintakyvyn ja diagnoosin tarkan mittaamisen hoitoprosessin alusta loppuun asti. Tekoälyn käytöllä kardiologiassa pyritään erityisesti keskittymään tutkimukseen ja kehitykseen, kliiniseen käytäntöön ja väestön terveyteen.

Sydänterveydenhuollon kokonaisvaltaiseksi mekanismiksi luodut tekoälyteknologiat sisältävät monimutkaisia algoritmeja, joilla määritetään onnistuneen diagnoosin ja hoidon edellyttämät olennaiset vaiheet. Tekoälyn rooli ulottuu erityisesti uusien lääkehoitojen tunnistamiseen, tautien stratifiointiin tai tilastointiin, jatkuvaan etäseurantaan ja -diagnostiikkaan, monioomitiedon integrointiin sekä lääkäreiden vaikuttavuuden ja tehokkuuden laajentamiseen.

Korkean tason lääketieteelliset tutkijat, insinöörit ja tiedemiehet arvioivat myös tekoälyn käyttöä genomi- ja ympäristöanalyyseissä erityisesti sydänsairauspotilaiden kohdalla.

Erikoisnäytteenä keinotekoisen tarkastelun käytöstä kardiologian parissa voidaan mainita Dawesin ja kollegoittensa sydänsairauksia sairastavilla potilailla suorittama ja vuonna 2017 julkaistu kokeellinen tutkimus. Tutkijat hyödynsivät sydämen magneettikuvaukseen perustuvia algoritmeja yhdistettynä sydämen systoliseen 3D-liikemalliin ennustamaan tarkasti keuhkoverenpainetautipotilaiden terveydentilan. Koe osoittautui onnistuneeksi, sillä teknologia pystyi poimimaan 30 000 pistettä 250 potilaan sydämen toiminnasta.

Edellä mainitun tutkimuksen onnistumisen sekä muiden tekoälyä koskevien tutkimusten lupausten myötä kardiologia näyttää olevan siirtymässä kohti teknologisempaa käytäntöä.

Kysymykset ja haasteet

Ensisijainen kysymys tekoälyn käyttämisessä kardiologiassa tai millä tahansa lääketieteen alalla ylipäätään on sen mukanaan tuomat eettiset kysymykset. Lääkärit ja terveydenhuollon ammattilaiset vannovat ennen ammatinharjoittamistaan Hippokrateen valan – lupauksen tehdä parhaansa potilaidensa hyvinvoinnin ja paremman elämän puolesta. Monet lääkärit ovat väittäneet, että tekoälyn käyttö lääketieteessä rikkoo tätä valaa, koska potilaat jäävät teknisesti koneiden kuin lääkäreiden hoidettaviksi.

Mikäli koneissa voi lisäksi esiintyä toimintahäiriöitä, myös potilaiden turvallisuus on koko ajan vaakalaudalla. Näin ollen, vaikka lääketieteen harjoittajat näkevät tekoälyteknologian lupauksen, he ovat myös vahvasti rajoittuneita sen käytöstä, turvallisuudesta ja soveltuvuudesta lääketieteelliseen käytäntöön.

Tulevaisuuden suuntaviivat

Kardiologian teknologisten innovaatioiden kohtaamat kysymykset ja haasteet ohittavat nykyiset tutkimukset, joiden tavoitteena on tehdä tekoälystä helposti saavutettavaa ja kaikkien saatavilla olevaa. Tätä silmällä pitäen erilaisia hankkeita tutkitaan parhaillaan.

Esimerkiksi puettavan tekoälyteknologian käytöllä pyritään kehittämään mekanismi, jonka avulla potilaat ja lääkärit voisivat helposti käyttää ja seurata sydämen toimintaa etänä. Ihanteellinen väline seurantaa varten, puettava tekoälyteknologia takaa reaaliaikaiset päivitykset, seurannan ja arvioinnin.

Toinen kardiologian suunta tekoälyteknologiassa on teknologian käyttö empiiristen tietojen tallentamiseen ja validointiin oireiden, biomarkkereiden ja hoidon tehokkuuden tarkempaa analysointia varten. Tekoälyteknologian avulla kardiologian tutkijat pyrkivät yksinkertaistamaan ja laajentamaan alan tietämystä potilaiden hoidon ja hoitotulosten parantamiseksi.

Lisälukemista

• Kaikki tekoälyn sisältö
• Tekoäly ja syväoppiminen lääketieteessä
• Koneellinen oppiminen lääkekehityksessä
• Syväoppiminen lääkekehityksessä
• Syvä-Learning in Radiology
• Artificial Intelligence and Life Science