Un’aritmia può manifestarsi come battito cardiaco accelerato o battiti irregolari e intensi in determinati momenti. Il professor Jorge Goncalves, capo del gruppo di controllo dei sistemi presso LCSB, spiega come questo modello di intelligenza artificiale può anticipare le aritmie cardiache.
Professor Jorge Goncalves, perché questa forma di aritmia cardiaca è così preoccupante?
Quando si verifica la fibrillazione atriale, il cuore non riesce più a pompare il sangue in modo efficiente, il che può portare a sintomi quali palpitazioni, affaticamento o mancanza di respiro.
Di conseguenza, il cuore può formare coaguli di sangue e ciò aumenta il rischio di ictus e insufficienza cardiaca. Infatti, la fibrillazione atriale aumenta di cinque volte il rischio di ictus. È quindi importante diagnosticarlo e trattarlo. Il rilevamento consente un trattamento precoce.
Puoi spiegare come funziona il modello WARN e come riesce a prevedere l’aritmia cardiaca con una precisione pari a circa l’80%?
Avviso di fibrillazione atriale (WARN) è un modello di deep learning che analizza segmenti di 30 secondi del ritmo cardiaco per calcolare il rischio di una transizione imminente alla fibrillazione atriale. Questa operazione viene poi ripetuta ogni 15 secondi.
Quando il rischio diventa troppo alto, avvisa l’utente. Uno dei motivi per cui WARN è riuscito a raggiungere un tale livello di precisione è l’elevato numero di pazienti utilizzati per addestrare e convalidare il modello.
Questi grandi set di dati sono stati combinati con l’intelligenza artificiale, che ha ottenuto risultati incredibili nel trovare modelli “nascosti”. Insieme, WARN è stato in grado di apprendere e rilevare sottili segni del ritmo cardiaco nei minuti precedenti l’inizio della fibrillazione atriale.
Si tratta di un importante passo avanti nel tentativo di limitare i casi di aritmia cardiaca. Come è stato implementato questo modello?
Il modello è stato costruito con un team di scienziati provenienti da tre continenti, guidati dal Lussemburgo. È stato poi testato su molti nuovi pazienti in tre diversi centri medici in Europa, Cina e Argentina.
Nel complesso, questo lavoro ci ha dimostrato che è possibile prevedere in anticipo l’insorgenza delle malattie cardiovascolari. Il prossimo passo sarà estendere questo lavoro ad altre malattie cardiovascolari potenzialmente fatali, come gli attacchi di cuore. In questo caso, pochi minuti di preavviso possono fare la differenza tra la vita e la morte, e prevenire le conseguenze che ne derivano.
Come sarà uno smartphone in grado di elaborare i dati?
Il processo inizia con uno smartwatch, che raccoglie continuamente i dati sulla frequenza cardiaca e li invia a uno smartphone. Lo smartphone analizza quindi i dati in tempo reale e calcola il rischio di un imminente problema cardiaco. Lo smartphone emette un allarme se il rischio è elevato e l’utente può assumere farmaci precedentemente prescritti da un medico o cercare assistenza medica di emergenza.
