Kardiovaskulárne ochorenia patria medzi najväčších zabijakov súčasnosti. Problémom však nie je iba samotná závažnosť týchto chorôb, ale najmä ich tichý priebeh. Mnohí ľudia roky netušia, že v ich tele prebiehajú procesy, ktoré môžu jedného dňa viesť k infarktu, mozgovej príhode alebo zlyhaniu srdca.

Prvé varovné signály často prídu až v momente, keď už je ochorenie rozvinuté a možnosti prevencie sú výrazne obmedzenejšie.

Vedci z Lekárskej fakulty LKS na Hongkonskej univerzite teraz predstavili nový prístup, ktorý by mohol tento problém zmeniť. Vyvinuli systém s názvom CardiOmicScore, ktorý využíva umelú inteligenciu na analýzu biologických údajov z bežného krvného testu. Jeho cieľom nie je diagnostikovať chorobu v momente, keď už existuje, ale odhaliť zvýšené riziko ešte v čase, keď sa pacient cíti úplne zdravo.

Podľa výskumníkov dokáže tento model identifikovať pravdepodobnosť vzniku viacerých závažných kardiovaskulárnych ochorení vrátane infarktu, mozgovej príhody či srdcového zlyhania s výrazným časovým predstihom.

Lekári pracujú s neúplným obrazom rizika

Pri hodnotení rizika srdcových ochorení sa medicína tradične spolieha na faktory, ktoré sú známe už desaťročia. Lekári sledujú vek pacienta, krvný tlak, hladinu cholesterolu, fajčenie, telesnú hmotnosť alebo rodinnú anamnézu. Tieto údaje však ukazujú iba časť príbehu.

Dve osoby rovnakého veku s podobným krvným tlakom môžu mať úplne odlišné biologické riziko. Jeden človek môže mať organizmus v stave, ktorý dlhodobo zvláda záťaž bez väčších problémov, zatiaľ čo u druhého už môžu prebiehať skryté zápalové procesy alebo metabolické zmeny, ktoré zvyšujú pravdepodobnosť ochorenia.

Existujú aj genetické testy, napríklad takzvané polygénne rizikové skóre. Tie dokážu odhadnúť vrodenú náchylnosť na určité ochorenia na základe DNA. Ich slabinou však je, že genetika sa počas života nemení. Nezohľadňuje preto aktuálny stav organizmu ani vplyv prostredia, stravy, stresu či životného štýlu. A práve v tejto oblasti má pomôcť umelá inteligencia.

Algoritmus hľadá skryté stopy v krvi

Tím pod vedením profesora Zhang Qingpenga využil metódy hlbokého učenia, teda formu umelej inteligencie schopnú spracovávať obrovské množstvo komplexných údajov. Namiesto jedného alebo niekoľkých ukazovateľov sa CardiOmicScore pozerá na oveľa širší obraz. Analyzuje tisíce biologických signálov v krvi vrátane proteínov a metabolitov.

Proteíny fungujú v tele ako malé „správy“, ktoré odrážajú množstvo procesov – od fungovania imunitného systému až po zápalové reakcie. Metabolity zase ukazujú, ako telo spracováva energiu a aké chemické procesy v ňom aktuálne prebiehajú. Práve kombinácia obrovského množstva takýchto údajov umožňuje algoritmu nájsť vzorce, ktoré by človek pri bežnom vyšetrení nedokázal odhaliť.

Umelá inteligencia tak nehľadá jednu konkrétnu príčinu. Snaží sa pochopiť celkový biologický obraz pacienta a podľa neho odhadnúť budúce riziko.

Screenshot/Youtube

Varovanie môže prísť roky pred prvým problémom

Najväčším prínosom nového systému je čas. Podľa výsledkov výskumu dokáže CardiOmicScore upozorniť na zvýšené riziko niektorých kardiovaskulárnych ochorení až 15 rokov pred tým, ako sa objavia klinické príznaky. Takýto predstih môže byť rozhodujúci.

Pacient, ktorý dnes nemá žiadne problémy, by v budúcnosti mohol dostať odporúčania na úpravu životného štýlu, pravidelnejšie kontroly alebo preventívnu liečbu. Lekári by tak nemuseli čakať, kým sa objaví prvý vážny problém. Práve v tom spočíva rozdiel medzi klasickou medicínou a takzvanou prediktívnou alebo preventívnou medicínou.

Dnešný systém často funguje reaktívne – človek príde k lekárovi, keď už má problém, a následne sa rieši jeho liečba. Nové technológie sa snažia tento proces otočiť a zasiahnuť skôr, než choroba spôsobí poškodenie.

AI nenahradí lekára, ale môže mu dať nový nástroj

Napriek veľkým očakávaniam však nejde o univerzálny test, ktorý by automaticky predpovedal budúcnosť každého človeka. Výsledky výskumu bude potrebné overiť na väčších skupinách pacientov a v rôznych populáciách. Vedci musia tiež zistiť, ako presne by sa systém dal začleniť do bežnej zdravotnej starostlivosti a či jeho používanie skutočne povedie k lepším výsledkom pre pacientov.

Samotná technológia navyše nebude fungovať izolovane. Umelá inteligencia môže upozorniť na riziko, no stále zostane na lekárovi, aby rozhodol, aký postup je pre konkrétneho človeka najvhodnejší.

Napriek tomu ide o významný posun. Krvný test, ktorý dnes často ukáže iba aktuálny stav organizmu, by v budúcnosti mohol poskytovať oveľa komplexnejší pohľad na to, čo sa v tele začne diať o niekoľko rokov.

Kardiovaskulárne ochorenia každoročne spôsobujú milióny úmrtí po celom svete. Aj malé zlepšenie v oblasti prevencie preto môže mať obrovský dopad. CardiOmicScore zatiaľ zostáva výsledkom vedeckého výskumu publikovaného v časopise Nature Communications, no ukazuje smer, ktorým sa medicína pravdepodobne bude uberať.

Budúcnosť nemusí spočívať iba v lepšej liečbe chorôb. Rovnako dôležitá môže byť schopnosť odhaliť ich vznik v čase, keď ešte neexistujú viditeľné príznaky. A práve kombinácia veľkých biologických dát, kvalitných testov a umelej inteligencie môže umožniť lekárom zachytiť riziko v momente, keď má pacient stále najväčšiu šancu niečo zmeniť.

Čítajte viac z kategórie: Vesmír a veda