Het oog als spiegel van het hart?

Artificiële intelligentie kan risico op hartaanval voorspellen op basis van oogscan

Een internationaal team van onderzoekers heeft een AI-systeem ontwikkeld dat kan inschatten wie een verhoogd risico loopt om binnen de twaalf maanden een hartaanval te krijgen. Daarvoor heeft het systeem genoeg aan netvliesscans die nu al veel worden gebruikt door oogartsen.

Het is al langer geweten dat veranderingen in de kleine bloedvaatjes in het netvlies kunnen wijzen op hart- en vaatziekten. Daarom ontwikkelde een internationaal team van onderzoekers een AI-systeem dat netvliesscans analyseert en zo bepaalt wie in de loop van het jaar waarschijnlijk een hartaanval zal krijgen.

De nauwkeurigheid van het systeem ligt tussen 70 en 80 procent. De onderzoekers hopen dat hun systeem kan helpen om risicopatiënten tijdig door te verwijzen voor een grondig cardiovasculair onderzoek. Zo kunnen preventieve behandelingen vroeger worden opgestart.

De studie werd geleid door KU Leuven-professor Alex Frangi (Beeld- en Spraakverwerking / Departement Cardiovasculair Wetenschappen), die ook verbonden is aan de universiteit van Leeds en het Alan Turing Institute.

Professor Frangi: “Hart- en vaatziekten zijn wereldwijd de belangrijkste oorzaak van vroegtijdig overlijden. Onze techniek zou een revolutie kunnen betekenen voor de opsporing van hartproblemen. Netvliesscans zijn relatief goedkoop en worden nu al veel gebruikt door oogartsen. Door automatische screening met ons AI-systeem kunnen risicopatiënten sneller opgespoord en doorverwezen worden. De scans zouden ook gebruikt kunnen worden om vroege tekenen van hartproblemen op te pikken.”

Deep learning

De onderzoekers maakten gebruik van deep learning, een complexe reeks algoritmes die computers in staat stelt om patronen te identificeren in data en op basis daarvan voorspellingen te doen.

Tijdens het deep learning-proces analyseerde het AI-systeem netvlies- en hartscans van meer dan 5000 mensen. Het systeem identificeerde links tussen afwijkingen in het netvlies en veranderingen in het hart van de patiënt. De UK Biobank leverde data aan voor de studie.

Van zodra de beeldpatronen waren aangeleerd, kon het AI-systeem de grootte en pompfunctie van het linkerventrikel (één van de vier kamers in het hart) inschatten, enkel en alleen op basis van de netvliesscans. Een vergroot ventrikel is gelinkt aan een verhoogd risico op hartaandoeningen.

Met informatie over de geschatte grootte en pompfunctie van het linkerventrikel, gecombineerd met eenvoudige demografische data over de patiënt en diens leeftijd en geslacht, kon het AI-systeem het risico van de patiënt voorspellen om in de komende 12 maanden een hartaanval te krijgen.

Momenteel kunnen details over de grootte en pompfunctie van iemands linkerventrikel enkel vastgesteld worden met diagnostische tests zoals een echocardiografie of een MRI-scan van het hart.

Meer informatie

• De studie “Predicting myocardial infarction through retinal scans and minimal personal information” werd gepubliceerd in Nature Machine Intelligence(https://doi.org/10.1038/s42256-021-00427-7). Een exemplaar van de studie is verkrijgbaar bij de Persdienst.
• Deze studie is het resultaat van een samenwerking tussen onderzoekers, ingenieurs en clinici van de universiteit van Leeds, KU Leuven, Leeds Teaching Hospitals’ NHS Trust, de universiteit van York, Cixi Institute of Biomedical Imaging in Ningbo, de universiteit van Cote d’Azur, National Centre for Biotechnology Information (VS) en National Eye Institute (VS).
• Dit onderzoek werd gefinancierd door de volgende instanties: Royal Academy of Engineering; the UK Engineering and Physical Sciences Research Council; Intramural Research Programme of the National Library of Medicine and National Eye Institute, National Institutes of Health; European Union Horizon 2020 InSilc project; the British Heart Foundation.

Bron: KU Leuven