“Penanda digital” penyakit arteri koroner baru (CAD) dapat menunjukkan gradien risiko pada spektrum, berpotensi meningkatkan diagnosis dan manajemen CAD, serta hasil uji klinis, saran analisis baru.
“Studi ini dimotivasi oleh fakta bahwa CAD adalah penyakit spektrum, seperti yang ditunjukkan dalam studi sebelumnya, di mana perbedaan jumlah plak menghasilkan gradasi risiko aterosklerosis dan kelangsungan hidup yang berbeda,” penulis utama Ron Do, PhD, Icahn School of Kedokteran di Gunung Sinai, Kota New York, kepada theheart.org | Kardiologi Medscape.
“Studi ini merupakan tindak lanjut dari studi kami sebelumnya, di mana kami menggunakan strategi pemodelan serupa — pembelajaran mesin dan catatan kesehatan elektronik (EHR) — untuk memprediksi CAD dalam setahun dengan cara kontrol kasus.” Studi tersebut, seperti penelitian CAD lainnya, menggunakan kerangka kerja biner konvensional, yang hanya memprediksi apakah CAD akan terjadi atau tidak.
Laporan saat ini unik, kata Do, karena model menghasilkan skor yang mengukur CAD pada spektrum, mengidentifikasi gradien risiko.
Model baru memperkirakan CAD dengan sensitivitas dan spesifisitas tinggi menggunakan dua set data EHR biobank; peningkatan skor risiko mencerminkan peningkatan stenosis arteri koroner dari data angiografi, termasuk risiko multivessel dan penyakit obstruktif, serta prevalensi semua penyebab kematian dan infark miokard berulang.
“Kami yakin uji coba pembuktian konsep untuk CAD sebagai spektrum penyakit ini dapat digeneralisasikan, dan metode kami dapat diterapkan pada berbagai penyakit,” penulis utama Iain S. Forrest, PhD, juga dari Gunung Sinai, mengatakan kepada theheart. organisasi | Kardiologi Medscape.
Studi tersebut, yang dianalisis oleh para peneliti mendekati 100.000 EHR, diterbitkan secara online pada 20 Desember di The Lancet.
Risiko pada Spektrum
Untuk penelitian ini, para peneliti mengembangkan dan memvalidasi model pembelajaran mesin prediksi CAD berbasis EHR; menerjemahkan probabilitas yang dihasilkan ke dalam skor in-silico untuk CAD (ISCAD: 0, probabilitas terendah ke 1, probabilitas tertinggi); dan mengukur hubungan ISCAD dengan hasil klinis, termasuk stenosis arteri koroner, penyakit arteri koroner obstruktif, penyakit arteri koroner multivessel, semua penyebab kematian, dan gejala sisa penyakit arteri koroner.
Mereka melatih dan memvalidasi model menggunakan 20.497 EHR dari BioMe Biobank, menguji model pada set holdout (sampel acak yang tidak digunakan dalam proses pemasangan model) dari 15.252 EHR dari BioMe, dan menguji model secara eksternal pada 60.186 EHR dari Inggris. Biobank. Mereka kemudian menilai hubungan ISCAD dengan hasil klinis CAD dari kedua biobank.
Usia rata-rata peserta BioMe Biobank adalah 61 tahun, 41% adalah laki-laki, dan 14% memiliki diagnosis CAD. Demikian pula, peserta Biobank Inggris memiliki usia rata-rata 62 tahun, 42% adalah laki-laki, dan 14% didiagnosis dengan CAD.
Model memprediksi CAD dengan area di bawah kurva karakteristik operasi penerima (AUC) 0,95, sensitivitas 0,94, dan spesifisitas 0,82 pada set validasi BioMe, dan AUC 0,93, sensitivitas 0,90, dan spesifisitas 0,88 pada BioMe set penahan.
Dalam set tes eksternal Biobank Inggris, AUC adalah 0,91, sensitivitas 0,84, dan spesifisitas 0,83.
ISCAD menangkap CAD dari faktor risiko yang diketahui, persamaan kohort gabungan, dan skor risiko poligenik. Stenosis arteri koroner meningkat secara kuantitatif dengan peningkatan kuartil ISCAD, dengan peningkatan 12 poin persentase per kuartil, termasuk risiko CAD obstruktif dan multivessel serta stenosis arteri koroner mayor.
Rasio bahaya (HR) dan prevalensi semua penyebab kematian meningkat secara bertahap selama desil ISCAD: desil 1: HR, 1,0; prevalensi, 0,2%; desil 6: SDM, 11; prevalensi, 3,1%; dan desil 10: HR, 56; prevalensi, 11%. Kecenderungan serupa terlihat untuk infark miokard berulang.
Dua belas (46%) individu yang tidak terdiagnosis dengan skor ISCAD tinggi (≥ 0,9) memiliki bukti klinis CAD, seperti yang didefinisikan oleh pedoman Gugus Tugas American College of Cardiology/American Heart Association 2014.
Keterbatasan studi meliputi penggunaan kode diagnostik untuk menentukan status CAD; ukuran sampel kecil, yang dapat memengaruhi hasil pembelajaran mesin dan mengurangi generalisasi; dan sifat penelitian retrospektif.
Para penulis menyimpulkan, “Studi kami menunjukkan rekonseptualisasi penyakit arteri koroner – termasuk aterosklerosis, kematian, dan gejala sisa – sebagai spektrum penyakit yang dapat diukur dengan kecerdasan buatan yang dilatih berdasarkan data klinis.”
Forrest mengatakan tim akan meningkatkan pendekatan mereka dan mengujinya di sistem kesehatan lain, serta mengembangkan model untuk diuji di berbagai populasi. Setelah temuan direplikasi dalam sistem lain, studi prospektif berskala besar yang menindaklanjuti individu dengan CAD mungkin dapat dilakukan.
Hasil yang Lebih Baik?
“Menempatkan individu pada spektrum penyakit arteri koroner yang memperhitungkan banyak faktor, berbeda dengan sistem penilaian saat ini seperti SYNTAX yang hanya berfokus pada anatomi koroner, dapat memungkinkan intervensi yang disesuaikan yang akan lebih selaras dengan risiko penyakit arteri koroner,” tulis Puneet Batra, PhD, dan Amit V. Khera, MD, MSc, keduanya dari Broad Institute of MIT dan Harvard di Cambridge, Massachusetts, dalam editorial terkait.
“Pertimbangan penting…adalah apakah peningkatan kinerja prediktif memberikan perbaikan yang memadai atas banyak model risiko yang sudah tersedia,” tulis mereka. “Hal ini terutama berlaku untuk penyakit arteri koroner, di mana penelitian sebelumnya telah mencatat kinerja risiko yang sebanding dengan menggunakan penilaian risiko berbasis laboratorium dan non-laboratorium, stratifikasi tersedia sejak saat lahir berdasarkan skor poligenik untuk mengukur kerentanan yang diwariskan, dan utilitas yang cukup besar dari CT scan non-invasif untuk mengukur kalsifikasi arteri koroner.”
Lanset. Diterbitkan online 20 Desember 2022. Abstrak, Editorial
Studi ini didanai oleh National Institutes of Health. Tidak ada hubungan keuangan yang relevan yang dinyatakan.
Ikuti Marilynn Larkin di Twitter: @MarilynnL
Lebih lanjut dari theheart.org | Medscape Cardiology, ikuti kami di Twitter dan Facebook.