Ny KI-metode kan oppdage flere tilfeller av hjertesvikt

– Målet er å oppdage flere pasienter tidligere, slik at de kan få nødvendig utredning og behandling, sier Elias Stenhede, ingeniør og stipendiat ved Ahus innovasjonssenter for KI.

24. august forsvarte han sin doktorgrad ved Universitetet i Oslo. I doktorgradsarbeidet har han utviklet en KI-modell som analyserer EKG og som kan bidra til å identifisere pasienter med mulig hjertesvikt.

Hjertesvikt er en av de vanligste alvorlige sykdommene i Norge. Over én av fem vil utvikle sykdommen i løpet av livet. Likevel får mange diagnosen sent fordi symptomene kan ligne på naturlig aldring, dårlig kondisjon eller lungesykdom.

KI-modellen er utviklet og testet på data fra mer enn 200 000 pasienter.

Resultatene viser at modellen kan oppdage både hjertesvikt der redusert pumpefunksjon er årsaken, og hjertesvikt der pumpefunksjonen er bevart, men svikten skyldes stiv hjertemuskel. De to typene er like vanlige og like alvorlige på sikt, men den siste blir ofte oversett.

– Ved hjertesvikt kan vi se at hjertet ikke greier å pumpe ut så mye blod som det skal. Men vi kan også ha hjertesvikt med bevart pumpefunksjon, der kroppen likevel ikke får nok blod. Vår KI-modell skal kunne fange opp alle typer hjertesvikt, forklarer Stenhede.

En av Stenhedes artikler fant at modellens vurderinger hadde en tydelig sammenheng med etablerte mål på hjertefunksjon. Det tyder på at KI fanger opp reelle endringer i hjertet, og ikke bare tilfeldige mønstre i EKG-signalet. Resultatene tyder også på at informasjonen modellen fanger opp, er pålitelig.

Revolusjonerende utvikling

Dødeligheten av hjerte- og karsykdommer er redusert med over 80 prosent de siste 50 årene. I starten skyldtes det hovedsakelig at nordmenn ble sunnere og sjeldnere fikk hjerteinfarkt og slag. De siste tiårene skyldes nedgangen i større grad at færre dør dersom de rammes av hjerteinfarkt. Risikoen for å dø av hjerteinfarkt har falt med over 50 prosent, hovedsakelig på grunn av nye muligheter for akutt behandling.

I tillegg har det de siste 20 årene kommet svært gode medisiner som forlenger levetiden til en stor andel pasienter som tidligere ikke kunne reddes.

– Ved hjelp av KI vil vi kunne oppdage hjertesvikt tidligere og dermed også starte behandling tidligere, sier Stenhede.

Kan gjøre diagnostikken enklere

EKG er en billig og mye brukt undersøkelse. Derfor kan teknologien bli et nyttig supplement til dagens diagnostikk uten at pasientene trenger nye eller kostbare undersøkelser.

Stenhede understreker at KI ikke erstatter legen.

– KI-metoden vi har utviklet, fungerer som et hjelpemiddel som skal gjøre det lettere for legen å identifisere pasienter som bør undersøkes nærmere, sier han.

Gir nytt liv til gamle EKG-er

Som en del av doktorgradsarbeidet har han også utviklet et program som gjør skannede papir-EKG-er om til digitale signaler.

– Før 2016 hadde Ahus ikke digitale EKG-er. Da ble papir-EKG-ene skannet og lagret som dokumenter i den elektroniske pasientjournalen. Skal vi bruke KI, må vi ha tilgang til digitale EKG-er. Dette er den første artikkelen i avhandlingen min. Metoden vi benytter her, åpner for at moderne analysemetoder kan brukes på eldre EKG-arkiver som tidligere har vært vanskelige å utnytte i forskning og klinisk arbeid, sier Stenhede.

Professor og hjertespesialist ved Ahus, Henrik Schirmer, har sammen med dataingeniør Arian Ranjbar veiledet forskningsprosjektet i over to år. Han mener det nå blir viktig å teste modellen i klinisk praksis.

– Det er viktig at vi nå undersøker om klinikere kan nyttiggjøre seg modellen i praksis. Med en slik modell kan vi oppdage sykdom tidligere og starte behandling tidligere, noe som kan bidra til å utsette sykdomsutviklingen i mange år. Men dette må testes grundig. Vi har flere eksempler på at tilsynelatende lovende teknologi ikke har gitt de resultatene man forventet da effekten senere ble undersøkt. Generelt har hjertesvikt vært et underprioritert område, der vi blant annet har for få hjertesviktsykepleiere og for liten utredningskapasitet. Vi har også vært tilbakeholdne med å behandle eldre mennesker. Ved hjelp av denne nye KI-modellen vil vi kunne fange opp mange flere og starte behandling tidligere, sier Schirmer.

Urmodell for KI-forskning på Ahus

Arbeidet med å utvikle en KI-modell for å oppdage hjertesvikt startet allerede i 2018, den gang med en helt annen type modell enn den som er utviklet nå.

– Dette arbeidet er faktisk starten på Ahus' satsing på KI-forskning og gjorde det mulig å bygge opp en viktig datainfrastruktur. Den ble senere grunnlaget for Ahus innovasjonssenter for kunstig intelligens. Derfor er det ekstra hyggelig at Elias er den første doktorgradsstipendiaten fra senteret som disputerer. Nå bruker vi den samme infrastrukturen og metodikken videre, både innen hjertesykdommer, kreftdiagnostikk og forbedring av drift og arbeidsprosesser, sier dataingeniør Arian Ranjbar.

 Hvor går veien videre nå?

– Vi søker nå forskningsmidler for å kunne teste modellen videre klinisk ved Ahus. Vi vet at modellen fungerer, men vi vet ennå ikke om det faktisk gir bedre resultater for pasientene. Derfor må vi teste at den fungerer gjennom hele pasientforløpet, sier Elias Stenhede.

Han håper forskningen også vil bli brukt som grunnlag for videre utvikling innen fagfeltet.

– Det er viktig for meg å gjøre dette tilgjengelig for alle forskere, slik at andre kan bruke modellen som grunnlag for videre forskning og utvikling. Derfor er alle programmer og modeller gjort tilgjengelige på internett, avslutter Stenhede.