Сердце может подавать сигналы о будущих проблемах задолго до появления клинических симптомов. Электрическая активность сердца во время сна содержит информацию, которая помогает оценить долгосрочные сердечно-сосудистые риски, в том числе вероятность инсульта и сердечной недостаточности.

Исследователи Университета Эмори обнаружили, что искусственный интеллект способен извлекать такие сведения из записи ЭКГ, сделанной во время сна, и использовать их для оценки риска развития заболеваний в ближайшие 10 лет. Особенно показательными оказались изменения в работе сердца на ранних стадиях сна, когда нервная система быстро перестраивается.

Команда ученых обучила ИИ-модель на данных почти 16 тысяч пациентов. Они участвовали в исследовании сна в Массачусетской больнице общего профиля в Бостоне, где во время сна регистрировали электрическую активность их сердца с помощью ЭКГ. Затем исследователи проверили работу модели на двух независимых наборах данных, включающих информацию почти 10 тысяч пациентов Университетской больницы Эмори и 13 тысяч пациентов Медицинского центра Beth Israel Deaconess в Бостоне.

Алгоритм распределил участников по уровням долгосрочного сердечно-сосудистого риска. После учета традиционных факторов риска и характеристик сна модель позволила оценить вероятность нескольких неблагоприятных исходов в течение следующих 10 лет. За каждый шаг увеличения показателя риска модели на одно стандартное отклонение вероятность разных исходов возрастала:

  • На 103—172% для фибрилляции предсердий — разновидности нарушения сердечного ритма.
  • На 19—40% для инсульта.
  • На 69—133% для сердечной недостаточности.
  • На 65—82% для смерти от любых причин.

Особенно информативными оказались самые легкие стадии сна. В этот период меняются характер сердечного ритма и электрическая проводимость сердца. Авторы предполагают, что быстрые изменения в работе вегетативной нервной системы могут усиливать малозаметные отклонения в динамике сердечного ритма или характере проведения электрических импульсов.

Нарушения сна, включая бессонницу, уже известны как факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний. При этом традиционные модели оценки таких рисков обычно опираются на ЭКГ, записанную во время бодрствования или физической активности.

Исследователи обратили внимание на другой источник информации. Полисомнография — стандартный метод диагностики нарушений сна, нередко включает регистрацию сердечной активности. Однако, если результаты не указывают на серьезные нарушения, содержащиеся в них сведения о работе сердца редко используют для оценки долгосрочных рисков. Но теперь ЭКГ во время сна может дополнить существующие способы прогнозирования сердечно-сосудистых исходов. 

В перспективе модель может помочь медицинским работникам выявлять среди пациентов, проходящих исследование сна, тех, кому требуется дополнительное внимание из-за риска сердечной недостаточности и других сердечно-сосудистых осложнений.

Ранее ученые выяснили, что плохое качество сна по-разному влияет на мозг молодых и пожилых людей.