Temperatura obraza lahko napove bolezni srca z večjo natančnostjo kot trenutne metode

V nedavni študiji, objavljeni v BMJ Health & Care Informatics, so raziskovalci ocenili izvedljivost uporabe obrazne infrardeče termografije (IRT) za napovedovanje bolezni koronarnih arterij (CHD).

IHD je eden vodilnih vzrokov smrti in ima veliko globalno breme. Natančna diagnoza CAD je pomembna za nego in zdravljenje. Trenutno se za ugotavljanje verjetnosti CAD pri bolnikih uporabljajo orodja za ocenjevanje predtestne verjetnosti (PTP). Vendar imajo ta orodja težave s subjektivnostjo, omejeno vsestranskostjo in zmerno natančnostjo.

Čeprav lahko dodatni kardiovaskularni testi (koronarno število kalcija in elektrokardiografija) ali sofisticirani klinični modeli, ki vključujejo dodatne laboratorijske označevalce in dejavnike tveganja, izboljšajo ocene verjetnosti, obstajajo pomisleki glede časovne učinkovitosti, zapletenosti postopkov in omejene razpoložljivosti. p>

IRT, brezkontaktna tehnologija zaznavanja površinske temperature, obeta veliko pri ocenjevanju bolezni. Z vzorci temperature kože lahko zazna vnetje in nenormalno cirkulacijo. Raziskave kažejo povezave med informacijami IRT in aterosklerotično srčno-žilno boleznijo ter sorodnimi stanji.

V tej študiji so raziskovalci ocenili izvedljivost uporabe podatkov o temperaturi obraza IRT za napoved CAD. V študijo so bili vključeni odrasli, ki so bili podvrženi koronarni CT angiografiji (CCTA) ali invazivni koronarni angiografiji (ICA). Usposobljeno osebje je pridobilo neobdelane podatke in opravilo raziskavo IRT pred CCTA ali ICA.

Elektronski zdravstveni zapisi so bili uporabljeni za pridobitev dodatnih informacij, vključno z biokemijo krvi, klinično anamnezo, dejavniki tveganja in rezultati presejalnih preiskav za CHD. Ena slika IRT na udeleženca je bila izbrana za analizo in obdelana (enotno spreminjanje velikosti, pretvorba sivin in obrezovanje ozadja).

Ekipa je razvila slikovni model IRT z uporabo naprednega algoritma globokega učenja. Za primerjavo sta bila razvita dva modela: eden je bil PTP (klinična izhodiščna linija), model, ki je vključeval bolnikovo starost, spol in značilnosti simptomov, drugi pa je bil hibrid, ki je združeval informacije IRT in klinične informacije iz modelov IRT oziroma PTP..

Izvedenih je bilo več interpretativnih analiz, vključno s poskusi okluzije, vizualizacijo zemljevida izločanja, analizami odziva na odmerek in napovedjo CAD nadomestne oznake. Poleg tega so bile iz slike IRT izvlečene različne tabelarične funkcije IRT, razvrščene na ravni celotnega obraza in interesne regije (ROI).

Na splošno so bile ekstrahirane značilnosti razvrščene v teksturo prvega reda, teksturo drugega reda, temperaturo in značilnosti fraktalne analize. Algoritem XGBoost je integriral te ekstrahirane funkcije in ocenil njihovo napovedno vrednost za CAD. Raziskovalci so ovrednotili delovanje z uporabo vseh karakteristik in samo temperaturnih karakteristik.

Skupno 893 odraslih, ki so bili podvrženi CCTA ali ICA, je bilo ocenjenih med septembrom 2021 in februarjem 2023. Od tega je bilo vključenih 460 udeležencev s povprečno starostjo 58,4 leta; 27,4 % je bilo žensk, 70 % pa jih je imelo CAD. Bolniki s CAD so imeli višjo starost in prevalenco dejavnikov tveganja v primerjavi z bolniki brez CAD. Slikovni model IRT je bistveno presegel model PTP.

Vendar se zmogljivost hibridnega in slikovnega modela IRT ni bistveno razlikovala. Uporaba samo temperaturnih značilnosti ali vseh ekstrahiranih funkcij je imela vrhunsko napovedno zmogljivost, kar je bilo skladno z modelom slikanja IRT. Na ravni celotnega obraza je imela največji vpliv skupna temperaturna razlika od leve proti desni, na ravni ROI pa je imela največji vpliv povprečna temperatura leve čeljusti.

Pri slikovnem modelu IRT so opazili različne stopnje poslabšanja zmogljivosti, ko so bile zakrite različne ROI. Največji vpliv je imela okluzija predelov zgornje in spodnje ustnice. Poleg tega se je slikovni model IRT dobro izkazal pri napovedovanju nadomestnih markerjev, povezanih s CAD, kot so hiperlipidemija, kajenje, indeks telesne mase, glikirani hemoglobin in vnetje.

Študija je pokazala izvedljivost uporabe podatkov o temperaturi obraza IRT za napoved CAD. Slikarski model IRT je presegel model PTP, ki ga priporočajo smernice, kar je poudarilo njegov potencial pri oceni CAD. Poleg tega vključitev kliničnih informacij v slikovni model IRT ni zagotovila dodatnih izboljšav, kar kaže na to, da izvlečene informacije IRT že vsebujejo pomembne informacije, povezane s CAD.

Poleg tega je bila napovedna vrednost modela IRT potrjena s tabelarnimi značilnostmi IRT, ki jih je mogoče razlagati in so bile relativno skladne z modelom slike IRT. Te značilnosti so zagotovile tudi informacije o pomembnih vidikih za napovedovanje CAD, kot sta simetrija obrazne temperature in neenakomerna porazdelitev. Za validacijo so potrebne nadaljnje študije z večjimi vzorci in raznolikimi populacijami.