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Desenvolvimento e aplicação de uma rede neural artificial para identificação de infarto agudo do miocárdio com elevação do segmento ST: uma nova ferramenta para otimização diagnóstica.

Diandro M. Mota, Fabiano B. Filho, Marlon Woelffel, Bruno Farias, Mariana Almeida, Christoph Burgard, Izabelle Ferreira, José H. Lopes, Gustavo Kuster
INSTITUTO DANTE PAZZANESE DE CARDIOLOGIA - - SP - BRASIL, SOCESP - SOC CARDIOL DO EST SP - São Paulo - SP - BRASIL, NEOMED HEALTHTECH - São Paulo - SP - BRASIL

 

Introdução: As doenças cardiovasculares (DCVs) são as principais responsáveis pelas mortes no mundo desde o último século, sendo o infarto agudo do miocárdio (IAM) a causa isolada de maior dsetaque, muitas vezes em virtude da dificuldade diagnóstica. A incorporação de novas tecnologias com uso de Inteligência Artificial (AI) surge como potencial aliada neste cenário. 

 

Objetivo: O objetivo do presente estudo foi desenvolver um modelo de Redes Neurais Artificiais (RNAs) com a utilização de imagens de eletrocardiogramas (ECGs) e a extração dos sinais com alta sensibilidade e especificidade em relação aos laudos médicos para a identificação de casos de IAM com elevação do segmento ST (IAMCST). 

 

Métodos: O modelo foi treinado com dados de 3.768 exames de janeiro a dezembro de 2022, totalizando 17.567 derivações. Do total, 820 eram exames com IAMCST e 2.948 sem IAMCST. Foram separados 90% dos dados para treino e 10% para teste. A arquitetura da rede utilizada foi baseada na ResNet de uma dimensão com uma camada de convolução inicial, quatro blocos de camadas residuais e um bloco de camada densa para classificação binária. O sinal foi filtrado, padronizado com mediana igual a 0 e desvio padrão igual a 1 e utilizado padding para padronização de tamanho dentre todas as derivações. Como forma de aumentação de dados, com objetivo de fornecer a rede mais dados para aprender sobre IAMCST, foi realizado um filtro SavGol nos sinais, o que fez com que se obtivesse o dobro de sinais originais das imagens,  para entrada no modelo neural. Ainda que a IA tenha sido treinada com as derivações, a acurácia foi mensurada por exame.

 

Resultados: O modelo obteve, ao final, uma sensibilidade de 97%, especificidade de 69% e área sob a curva ROC de 92% para a predição de IAMCST por exame. Tal resultado foi um ganho para o uso das redes neurais, visto que a tecnologia anteriormente utilizada, apenas com a extração das métricas das ondas, apresentou acurácia inferior.

 

Conclusão: Concluímos que os modelos de RNA, que extraem sinais das imagens e os transformam em predições para auxílio na tomada de decisão de médicos, podem ser incluídos no arsenal de métodos preditivos para triagem de IAMCST, com elevada sensibilidade.

 

 

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