KI diagnostiziert instabile Angina pectoris als Vorstufe eines Herzinfarkts
Bei instabiler Angina pectoris bahnt sich ein Herzinfarkt an, der aber bislang schwer zu diagnostizieren ist
Wenn Patienten mit einem Engegefühl in der Brust in die Notfallambulanz kommen, schreiben Ärzte ein EKG und bestimmen wiederholt den Biomarker Troponin im Blut. Bei unauffälligem Befund, kann ein Herzinfarkt in der Regel ausgeschlossen werden. Doch auch bei einer instabilen Angina pectoris sind Tropinin-Werte und EKG zunächst unauffällig, obwohl es sich bereits um eine Vorstufe des Herzinfarktes handelt. Ein Dilemma in der frühen Diagnostik eines Herzinfarkts, dem Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) nun mit Künstlicher Intelligenz (KI) begegnen wollen.
34 microRNAs bei instabiler Angina pectoris aktiv
Bei dem neuen Ansatz werden computerbasierte neuronalen Netzwerke und bestimmte RNA-Moleküle, sogenannte microRNAs miteinander verknüpft. Die Künstliche Intelligenz berechnet, ob eine instabile Angina pectoris vorliegt oder nicht. Voruntersuchungen hatten ergeben, dass 34 von 2.000 „verdächtigen microRNAs“ bei einer instabilen Angina pectoris in besonders hohen Konzentrationen vorkommen. Der neue Ansatz ermittelt nun diese Profile von RNA-Molekülen, und kann laut den beiden Studienautoren Prof. Benjamin Meder Dr. Elham Kayvanpour „bei Patienten mit Brustschmerzen eine frühe und sichere Diagnose der instabilen Angina pectoris sichern.“
microRNAs regeln innerhalb eines komplexen Netzwerks, welche Gene aktiv sind. Wenn Störungen auftreten, wirft die Zelle dieses Regulationsnetzwerk an. Das geschieht zum Beispiel, wenn sich ein Herzinfarkt anbahnt: Geschädigte Blutgefäße, Entzündungsvorgänge oder Blutgerinnungsereignisse führen dazu, dass andere microRNAs als im gesunden Zustand aktiv sind.
Noch dauert es drei Tage bis zur Diagnose
Praxistauglich ist das neue Diagnosetool allerdings noch nicht. „Noch können wir mit unserem Ansatz in der Klinik keinen Blumentopf gewinnen“, sagt DZHK-Wissenschaftler Prof. Benjamin Meder vom Universitätsklinikums Heidelberg. „Denn obwohl die neuronalen Netze die eingegebenen Informationen innerhalb von Sekunden bewerten, dauert es zwei bis drei Tage, bis das microRNA-Profil eines Patienten erstellt ist.“
Die Arbeitsgruppe entwickelt deshalb jetzt ein Verfahren, mit dem die microRNAs sehr viel schneller gemessen werden können. Zudem muss sich der Ansatz noch an größeren Patientengruppen als valide erweisen, bevor er zur Diagnostik einer instabilen Angina pectoris in Notfallambulnzen angewendet werden kann.
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Originalarbeit: microRNA neural networks improve diagnosis of acute coronary syndrome (ACS). Kayvanpour E, Gi WT, Sedaghat-Hamedani F, Lehmann DH, Frese KS, Haas J, Tappu R, Samani OS, Nietsch R, Kahraman M, Fehlmann T, Müller-Hennessen M, Weis T, Giannitsis E, Niederdränk T, Keller A, Katus HA, Meder B. J Mol Cell Cardiol. 2020 Apr 17:S0022-2828(20)30097-3.
