北京大学病院副院長 Li Jianping 氏: AI を使用して臨床心筋虚血予測の困難さ、行き詰まり、問題点を解決する
2024年6月14日、第6回北京インテリジェンス会議が中関村展示センターで開幕し、国内外の専門家や学者が人工知能の主要なテクノロジーの道筋と応用シナリオに焦点を当てた素晴らしい講演と最高の対話を行った。 「スマートな医療および生物学的システム: イメージング、機能、シミュレーション」フォーラムで、北京大学第一病院の副院長であり、心臓血管研究所所長であり、北京大学第一病院・志源共同研究室のリーダーでもある李建平教授は、「臨床的心筋虚血の予測方法と困難さ」というテーマで講演した。冠状動脈性心疾患の診断と臨床的な心筋虚血予測における AI の新たな探求と実践について共有しました。
Li Jianping 教授が述べたように、「臨床上のニーズがあるからこそ、新しいテクノロジーを使用して困難、行き詰まり、問題点を解決しています。現在、Li 教授のチームは AI テクノロジーを使用して心筋虚血に関する多数の重要な論文を作成しています。」この論文は、冠状動脈性心疾患患者の診断と治療に対する新しいアイデアを提供し、心臓から腎臓まで焦点を広げており、これにより臨床医学において AI がより大きな価値を発揮できるようになると期待されています。
HyperAI Super Neural は、Li Jianping 教授の詳細な共有を、当初の意図に反することなく編集および要約しました。以下は講演の書き起こしです。
今年ですでに6回目となる北京知源学会ですが、循環器内科の医師としては初めての参加で、特に会場に入って衝撃を受けました。今日、カンファレンス会場はすべて満席で、立ち上がってカンファレンスに参加するゲストもいました。新しいテクノロジーを歓迎し、受け入れようとする皆さんの熱意と情熱を感じました。実際、北京大学病院も当科も長い間、新技術の応用に注目してきました。また、この機会に私の取り組みについてご報告させていただきたいと思います。
私の講演テーマは「臨床的心筋虚血予測方法とその困難さ」です。臨床上のニーズがあるからこそ、新しいテクノロジーを使用して困難、行き詰まった点、問題点を解決していることがわかります。
安定した冠状動脈性心疾患の臨床診断は非常に重要ですが困難です
冠状動脈性心疾患には 2 つの主要なタイプがあり、1 つは慢性冠状動脈症候群とも呼ばれる安定型冠状動脈性心疾患であり、もう 1 つは急性冠状動脈症候群とも呼ばれます。最も典型的な例は、急性冠状動脈症候群です。救命後も予後は良好ですが、安定した冠状動脈性心疾患患者の臨床予後は比較的良好です。
診断の観点から見ると、急性心筋梗塞や不安定狭心症などの最も重篤な急性冠症候群であっても、臨床診断は比較的容易であり、治療の適応と予後は比較的明確です。慢性冠症候群患者の診断と治療については、依然として議論の余地がある。現在のところ、このグループの診断方法は主に非侵襲的と侵襲的の 2 つのカテゴリーに分けられ、より良い診断方法と検査方法をどのように選択するかには多くの課題があります。私たちは安定狭心症患者に特に注意を払い、これらの患者の診断、介入、予後の精度を向上させることを目指しています。
安定した冠状動脈性心疾患に対する主流の非侵襲的診断法
冠状動脈性心疾患の治療は薬物療法が基本であり、その後の介入治療は低侵襲手術となります。冠状動脈性心疾患の患者の多くは、治療技術における革命的な変化である低侵襲手術のおかげで、開胸手術やバイパス手術を回避できます。
冠状動脈性心疾患の診断と治療の道筋は明らかですが、手術は困難でもあります。現在、「冠状動脈性心疾患」の臨床診断の多くは、実際には多くの不必要な侵襲的検査を必要としていますが、国内外で多くの関連ガイドラインや推奨事項が存在しますが、医師の戦略は大きく異なり、実際には多くの困難に直面しています。このため、安定した冠状動脈性心疾患の非侵襲的診断法の開発と推進が緊急に必要とされています。
ヨーロッパにおける臨床的に安定した冠状動脈性心疾患患者の診断プロセスでは、最初のステップは症状が典型的かどうかを判断することです。狭心症の典型的な症状であれば、一般的に医師は検査をしなくても患者が病気であるかどうかを高い信頼性で判断できます。これは、中医学の「見て、聞いて、尋ねて、感じる」という基本的なスキルに似ています。このケースは実際には事前診断の可能性、つまり患者の症状に基づいて、患者が将来病気になる可能性がどの程度あるのか、次にどのような検査を行うべきかが判断される可能性があります。
通常、日常の健康診断では心電図と呼ばれる検査が行われますが、心電図に基づいて患者を心筋虚血と診断する医師もいます。通常の状況では、心電図は患者が病気になった場合にのみ問題を検出します。このような検査は「運動検査」と呼ばれ、運動をしながら心電図を検査します。患者の心筋酸素消費量が増加したときに心電図に明らかな虚血性変化があり、運動を中止すると心電図が回復できる場合、この診断により、80% 以上の信頼レベルで患者に問題があるかどうかを判断できます。
CT 血管造影による CTA も非侵襲的技術であり、動脈を穿刺した後に患者に冠動脈造影を実行し、CTA を使用して血管にプラーク、狭窄、虚血症状があるかどうかを確認するのと同等です。
また、非侵襲的検査法には、運動負荷心電図、冠動脈CTA、負荷心エコー検査、負荷核種心筋灌流画像法などもあり、それぞれに疾患の診断や可能性の排除に正確性を持っています。
心筋虚血を予測する新技術：機能評価
遠位冠動脈を接続し、心筋細胞と接触している微小血管は 90% 以上を占めますが、CTA または冠動脈造影で観察される血管は 10% 未満しか占めません。このような巨大な血管床は非常に優れた調整機能を備えているため、片側が狭くなると、心筋細胞が虚血状態にならず、不正確な評価や過剰な治療につながる可能性があります。 - または治療中。
したがって、臨床的には、安定した冠状動脈性心疾患を有する患者の場合、介入治療と薬物治療のどちらが優れているかを評価する際に、最適な結果を得ることが困難なことがよくあります。これは、上で述べた臨床上の個人的な経験とはまったく異なります。
臨床入院患者さんに対して、冠動脈造影やステント治療が必要と判断すれば、多くの患者さんは治療の恩恵を受け、症状が大幅に改善します。しかし、臨床研究の観点から言えば、大規模サンプルのランダム化比較研究を実施すると、たとえ患者に 1 本または 2 本のステントを留置したとしても、介入療法には薬物療法の最適化という点ではあまり利点が見られないことがわかります。患者の状態を改善し、患者の生活の質を改善しますが、心筋梗塞の再発や死亡などのハード指標を改善することには明らかな利点はありません。
最も根本的な理由は、患者の冠状動脈虚血の機能評価を適切に行わなかったことです。
冠動脈は太いものから細いものまであり、その太さはわずか 100 ミクロン未満であり、冠動脈造影では観察できませんが、これらの小さな冠動脈が大部分を占めます。
したがって、私たちは、冠動脈の機能的に誘導された治療、FAME シリーズの研究を行ってきました。たとえば、血管に 70% の狭窄がある場合、圧受容器を病変の遠位端に配置すると、微小循環が制御されます。微小循環の調節 最大拡張、病変によって引き起こされる病変の前後の血圧勾配を明らかにする 圧力勾配が大きい場合、それは虚血を示します。
心筋虚血の機能評価は産業と研究を組み合わせて有益な結果をもたらします
以前は冠動脈造影に基づいてcaFFRを行っていました。 caFFR の利点は、圧力ガイドワイヤーを必要とせず、アルゴリズムを通じて機能を計算できることです。もちろん、CTFFR はさらに一歩進んで、血管造影が実行される前に FFR を計算することができます。
* 論文タイトル: Accuracy of computational pressure-fluiddynamics apply to冠状動脈造影法により予備流量比を導き出す: FLASH FFR
* 論文リンク:10.1093/cvr/cvz289
caFFRは企業と協力して商品化されており、良い論文も出版されています。
* 報告：https://www.leaderobot.com/news/2059
* 論文タイトル: 冠動脈造影法由来の微小血管抵抗指数
* 論文リンク:10.3389/fphys.2020.605356
また、私たちは北京の初期基金から主に心筋緊張に基づいて IMR を評価する重要なプロジェクトを受けています。IMR は微小循環抵抗指数です。
Zhu Tiangang教授は、国内の超音波検査の専門家であり、「心筋緊張」と呼ばれる超音波上の非常に単純な値です。心臓の鼓動は風船が膨らんだり引っ込んだりするようなものではありませんが、収縮過程では無数の心筋細胞が非常に複雑な機械的協調運動を行っており、その結果、タオルをひねるような最も効果的な血液ポンピング動作が得られます。心筋の緊張を測定すると、心筋虚血の存在も反映されることがあります。
左心室心内膜自動トレース ソフトウェアは、ジョージア大学と清華大学の人工知能チームの協力による独自のデータに基づく暫定的な結果であり、当時の研究設計の結果は非常に良好でした。心筋虚血を予測するという理想的な結果は、心筋緊張によって達成されています。
虚血に関しては、心臓から腎動脈にも狭窄の問題があり、腎臓にも虚血の問題があります。実際に多くの機会と多くの課題があることがわかりました。私の個人的な感覚では、この分野には学際的な才能が必要です。現在、医学と工学の横断的な統合が行われており、Zhiyuan と共同人工心臓研究室を設立しましたが、この観点からは臨床医の関与がまだ十分ではないと感じており、専門家とのより深い協力を期待しています。また、この分野の才能ある人材が当院に入社してくれることを願っています。
李建平教授について
Li Jianping 教授は、1992 年に北京医科大学で臨床医学を専攻し卒業し、1998 年に北京大学第一病院で心臓血管医学の博士号を取得しました。1999 年から 2003 年までハーバード大学で博士研究員として勤務しました。 2003 年に中国に帰国して以来、李建平教授は主に冠状動脈性心疾患の介入診断と治療に従事しており、中国心血管疾患介入診断・治療研修プロジェクトの冠状動脈性心疾患介入講師であり、専門家のメンバーでもあります。北京心血管インターベンション品質管理改善センターの委員会。
Li Jianping 教授は、主に冠状動脈性心疾患の介入治療に従事し、高血圧や冠状動脈性心疾患などのアテローム性動脈硬化症の臨床および基礎研究を行っています。 H型高血圧や脳卒中の一次予防、非侵襲的冠動脈機能評価、大気汚染における微粒子物質のメカニズムや早期アテローム性動脈硬化の研究など、中国人の特性を踏まえた研究を行っています。理論と実践を革新し、産業変革を達成し、顕著な貢献をします。
科学研究の分野では、Li Jianping 教授は、JAMA、Cardiovascular Research、ATVB などの一流の心臓血管雑誌に多くの学術論文を発表し、2 番目の修了者として、2011 年の中国学術賞の第 2 位を含む、この分野で 4 つの研究賞を受賞しました。医学科学技術賞「血圧低下と血漿ホモシステイン濃度低下を組み合わせて中国人の脳卒中を予防する」、2012年中国医学科学技術賞最優秀賞「H型の予防と治療に関するトランスレーショナル医学研究」高血圧性脳卒中」は、2016 年度高等教育機関科学研究功績賞科学技術部門進歩賞の 1 位「中国における脳卒中高発生率の原因の研究と変革と精密予防」、および 2016 年の進歩賞の 2 位を受賞しました。 2016年国家科学技術進歩賞「中国における脳卒中精密予防戦略の変革と応用」。彼は、科学技術省、中国国家自然科学財団、第一基金の主要な特別プロジェクトなど、多くの研究プロジェクトを主宰してきました。