NIH开拓者奖将使用先进的人工智能来改善心脏病患者的预后

起搏器和其他可恢复正常心律的植入式设备挽救了数百万人的生命。

在某些患者中，为“心脏再同步化治疗”或 CRT 改装的起搏器或植入式心律转复除颤器可以通过同步心脏的泵送功能显着改善心力衰竭。不幸的是，许多人对 CRT 没有反应，而在接受 CRT 的人中，有些人没有意识到它的全部潜力——包括增加运动能力和远离医院。

CRT 可以挽救或改变更多的生命，弗吉尼亚大学工程与应用科学学院助理教授Miaomiao Zhang说。她希望通过一个新项目“深度学习从心脏磁共振图像自动检测晚期机械激活”来大大改善 CRT 结果，为此她获得了国家生物医学成像和生物工程研究所颁发的开拓者 R21 奖。

在健康的心脏中，同步的电信号会刺激心室同时收缩。“晚期机械激活”是指随着心肌经历心动周期，一个或多个心室的收缩相对于其他心室延迟。

心脏再同步化治疗或 CRT 用于通过电极向受影响的部位发送电脉冲，告诉它们何时开火。电极放置不当是导致 CRT 失败的一个重要因素，张说，他在查尔斯·L·布朗电气与计算机工程系和计算机科学系担任联合任命。

张的研究目标是帮助心脏病专家快速准确地识别心脏异常的位置并指导 CRT 电极的放置。为实现这一目标，她计划开发先进的机器学习和人工智能技术来分析电影磁共振成像，这是一种可视化心肌运动的 MRI 程序。

这就是她的合作者——UVA 的 Mac Wade 生物医学工程教授兼放射学和医学成像教授Frederick Epstein，以及 UVA Health 心脏病专家Kenneth Bilchick——进来的地方。

Zhang 将使用来自 200 多名在 UVA Health 接受 CRT 治疗的 Bilchick 患者的独特数据集来训练她的算法。匿名患者数据包括人口统计数据、其他健康风险和电影 DENSE MRI，这些电影 MRI 是通过称为“使用受激回声的位移编码”的增强技术获取的电影 MRI。这种成像是在 CRT 植入前和植入后数年完成的，以评估结果。

Cine DENSE MRI 在测量心脏功能方面比标准电影 MRI 准确得多。在过去的二十年里，Epstein 和他在 UVA 的研究小组一直处于开发电影 DENSE MRI的最前沿。

Bilchick 经常使用成像技术，不仅可以正确放置 CRT 电极以获得最佳效果，还可以帮助确定 CRT 是否可能对患者有益。

使用 UVA 的数据集来训练她的算法如何从标准 MRI 中识别异常，Zhang 希望有效地自动化 MRI 分析。

张说，这项研究可能是一种均衡器。

“并不是每个临床中心都有 DENSE MRI 设施，也不是每个病人都能忍受长时间的 MRI 手术，”她说。“我们认为我们可以使用标准 MRI 技术实现相同的准确性，而无需 DENSE，这种技术可在全球临床站点使用。”

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