Искусственный интеллект помогает диагностировать заболевания сердца у собак
Исследовательская группа из Кембриджского университета адаптировала алгоритм машинного обучения, изначально разработанный для человека. Они обнаружили, что алгоритм может автоматически обнаруживать и оценивать шумы в сердце у собак с использованием аудиозаписей с цифровых стетоскопов. В ходе тестирования алгоритм идентифицировал шумы в сердце собак с чувствительностью в 90%, достигая точности, сопоставимой с точностью опытных кардиологов.
Шумы в сердце являются основным показателем заболевания митрального клапана, наиболее распространенного заболевания сердца у взрослых собак. Примерно у одной из 30 собак, осмотренных ветеринаром, есть шум в сердце, причем частота выше у мелких пород и пожилых собак. Заболеваний сердца особенно распространены у таких пород, как кинг-чарльз-спаниели.
Поскольку заболевание митрального клапана и другие проблемы с сердцем так распространены у собак, то ранняя диагностика имеет решающее значение, поскольку своевременное лечение может продлить жизнь питомца. Технология, разработанная кембриджской командой, может предложить доступный и эффективный инструмент скрининга для ветеринаров первичной медицинской помощи. Результаты были представлены в журнале «Journal of Veterinary Internal Medicine».
«Болезни сердца у людей — огромная проблема для здоровья, но у собак это еще большая проблема», — сказал доктор Эндрю Макдональд из инженерного факультета Кембриджа. «У большинства мелких пород собак в старости будут сердечные заболевания, но, очевидно, собаки не могут общаться так же, как люди, поэтому ветеринары первичной медико-санитарной помощи должны выявлять сердечные заболевания на ранней стадии, чтобы их можно было вылечить».
Профессор Анураг Агарвал, специалистом по акустике и биоинженерии, возглавлявший исследование, сказал. «Насколько нам известно, не существует баз данных звуков сердца собак, поэтому мы начали с базы данных звуков сердца людей. Сердца млекопитающих довольно похожи, и когда что-то идет не так, они, как правило, выходят из строя схожим образом».
Исследователи начали с базы данных звуков сердца примерно от 1000 пациентов-людей и разработали алгоритм машинного обучения, позволяющий воспроизвести механизм обнаружения сердечных шумов кардиологом. Затем они адаптировали алгоритм таки образом, чтобы его можно было использовать для анализа сердечных шумов у собак. После этого ученые собрали данные у почти 800 собак, которые прошли плановые обследования сердца в четырех ветеринарных центрах в Великобритании.
«Заболевание митрального клапана в основном поражает мелких собак, но для проверки и улучшения нашего алгоритма мы хотели получить данные от собак всех форм, размеров и возрастов», — сказал соавтор профессор Хосе Ново Матос из отделения ветеринарной медицины Кембриджа, специалист по кардиологии мелких животных. «Чем больше данных у нас будет, тем полезнее будет наш алгоритм как для ветеринаров, так и для владельцев собак. Мы хотим предоставить врачам общей практики возможность выявлять заболевания сердца и оценивать их тяжесть, чтобы помочь хозяевам собак принимать правильные решения».
Исследователи доработали алгоритм таким образом, чтобы он мог обнаруживать и классифицировать шумы в сердце на основе аудиозаписей, мог различать шумы, связанные с легкими заболеваниями, а также шумы, отражающие запущенную форму заболевания сердца, требующую дальнейшего лечения.
У людей с клапанной болезнью единственным лечением является операция, но для собак доступны эффективные лекарства.
«Очень важно знать, когда следует давать лекарства, чтобы обеспечить собакам наилучшее качество жизни как можно дольше», — сказал Агарвал. «Мы хотим предоставить ветеринарам полномочия принимать эти решения».
«Многие говорят об ИИ как об угрозе рабочим местам, но я вижу в нем инструмент, который сделает меня лучшим кардиологом», — сказал Ново Матос. «Мы не можем проводить сканирование сердца каждой собаке— у нас просто нет достаточно времени или специалистов, чтобы проверять каждую собаку на шумы в сердце. Но такие инструменты могли бы помочь ветеринарам и владельцам, так как с их помощью мы сможем быстро определить тех собак, которые больше всего нуждаются в лечении».
