Han knækkede koden – Computer analyserer hjertefunktion

”Jeg var ikke klar over de mange tidligere mislykkede forsøg på at løse dette problem. Havde jeg vidst det, var jeg måske slet ikke gået i gang.”

Peter Lysyansky, forsker ved GE Healthcare i Israel.


Hvis det menneskelige øje kan se på en ultralydsscanning, om hjertets sammentrækninger er normale eller ej – hvorfor kan et computerprogram så ikke gøre det samme?

Dét spørgsmål stillede Dr. Peter Lysyansky sig selv for ca. 10 år siden, og det spørgsmål blev startskuddet til et stykke software og en scanningsmetode, der sikrer patienter verden over en mere præcis og sikker diagnose af deres hjerteproblemer. Metoden, der kaldes Speckle Tracking Imaging er idag almindeligt anvendt i forbindelse med kardiologisk ultralyd.

Ved hjertesygdomme afslører hjertets bevægelser, hvilken hjertesygdom patienter lider af. Forskellige sammentrækninger er nærmest en signatur på, hvad patienten fejler, og det har i mange år været op til kardiologen at inspicere hjertets bevægelser ved hjælp af en ultralydsscanning for dernæst at vurdere, hvorvidt hjertets bevægelser var normale eller unormale – og i så fald, hvilken sygdom det indikerede.

Grundlaget for diagnosen har typisk været lægens erfarne falkeblik. Det gælder dog inden for kardiologien som inden for de fleste andre områder af medicin, at en sikker diagnose ikke altid er mulig uden objektive data.

Ville udvikle et program, der objektivt kunne kigge på hjertets bevægelser

Peter Lysyansky er forsker ved GE Healthcare i Israel, og han satte sig for 10 år siden for at løse denne problemstilling. Han ville udvikle et IT-program, der kunne registrere og analysere hjertets bevægelser på en ultralydscanning, så kardiologen fik objektive data, der kunne supplere den erfaringsbaserede lægefaglige vurdering. Han fortæller om de tidligste overvejelser: 

”Jeg er typen, der gerne vil se praktiske resultater, så jeg var optaget af at finde ud af, om de idéer, jeg havde, overhovedet ville have nogen værdi ude på hospitalerne. På en kongres spurgte jeg nogle af verdens dygtigste kardiologer: ”Hvis jeg giver dig information, faktisk data, om bevægelsen i hver enkelt del af hjertemusklen, vil det så hjælpe dig?” En af dem svarede: ”Hvis du giver mig dét, så har jeg alt, hvad jeg behøver.” Det var her, jeg for alvor besluttede mig for at
forfølge en løsning,” mindes Peter Lysyansky.

Speckle Tracking

Løsningen blev en metode kaldet Speckle Tracking og to software-systemer til forskning (2D Strain) og klinisk brug (AFI - Automated Function Imaging), som blev udviklet i samarbejde med Israel Institute of Technology, samt et team i Israel og Norge.

Værktøjerne præsenterer kardiologen for en række beregninger af hjertemusklens sammentrækninger med det samme under selve undersøgelsen. Lægen kan også trække ældre ultralydsbilleder frem i IT-systemet og dermed få en analyse af hjertefunktionen på disse. Computeranalysen erstatter ikke lægens subjektive vurdering, men den giver lægen et objektivt beregningsgrundlag, der kan understøtte lægens diagnosticering.

Vigtigheden af en præcis diagnose

”Diagnosen er jo ekstremt afgørende for patientens videre forløb. Hvis lægen vurderer, at hjertefunktionen er unormal og at hjertets bevægelser indikerer manglende
blodtilførsel til en del af hjertet, så vil man ofte operere patienten for dette. En mere sikker diagnose nedsætter risikoen for, at vi overser begyndende hjerteproblemer eller opererer patienter, der ikke har brug for det,” forklarer han.

”Læringskurven for en kardiolog er lang, og det kræver i gennemsnit 500-1000 patienter, før kardiologen er blevet så dygtig, at vedkommende kan foretage disse vurderinger med en høj grad af sikkerhed,” fortæller Peter Lysyansky og understreger dermed, hvorfor et objektivt analyseværktøj kan være kardiologen til hjælp.

Hvordan opfører et sygt hjerte sig?

For at kunne udvikle et værktøj, der ikke kun registrerer hjertets bevægelser, men også analyserer dem i forhold til en række konkrete hjertelidelser, måtte forskerne finde ud af, hvordan det syge hjerte opfører sig ved forskellige lidelser. Den viden er opstået som en vekselvirkning mellem forskerholdet bag Speckle Tracking metoden og den uvildige videnskabelige forskning i ekkokardiografi og kardiologi.

”Før du kan afgøre, om en hjertefunktion er normal eller unormal, har du brug for research for at forstå hjertefunktionen i detaljer. Vi gennemgik utallige forskningsartikler, der beskrev de mange facetter af hjertefunktionen relateret til en række hjertesygdomme,” fortæller Peter Lysyansky og fortsætter:

”I 2004 udgav vi forskningsversionen, 2D Strain, og med det værktøj kunne forskere verden over pludselig knytte objektive data i form af numeriske værdier af hjertets bevægelser til den hjertesygdom, de forskede i. I løbet af de næste to år blev der udgivet hundredevis af videnskabelige artikler baseret på vores teknologi, og med den nye viden om hjertesygdommenes påvirkning af hjertefunktionen kunne vi i 2006 udgive vores version til klinisk brug.”

”Værktøjet kan stadig ikke erstatte kardiologens visuelle inspektion, men vi kan give lægen yderligere objektiv information, der gør det muligt at stille en mere robust diagnose. I dag, efter 10 års udvikling, har vi et godt analyseværktøj, der kan understøtte kardiologens subjektive vurdering,” forklarer Peter Lysyansky.

Kendte ikke til de mange mislykkede forsøg

Med de systemer har Peter Lysyansky med sin matematiske og fysiske baggrund, de facto knækket koden til et felt, der er blevet kaldt den hellige gral inden for ekkokardiografi. At det netop var en fysiker og ikke en kardiolog, der endte med at løse problemet, som ingen havde kunne løse tidligere, mener Peter Lysyansky ikke er så mærkeligt: 

”Havde jeg kendt til de mange tidligere mislykkede forsøg på at løse dette problem, var jeg måske slet ikke gået i gang,” siger han, og forklarer, hvor vigtig en rolle de øvrige teams havde i udviklingen af den komplicerede algoritme, der ligger bag analyseværktøjet.