Machine Learning in Atrial Fibrillation
心房颤动中的机器学习
基本信息
- 批准号:10347364
- 负责人:
- 金额:$ 74.91万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-04-01 至 2025-03-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AblationAction PotentialsAcuteAddressAffectAlgorithmsAmericanAnatomyAreaArrhythmiaAtrial FibrillationBiologicalBiometryBiostatistical MethodsCessation of lifeClinicalClinical DataComplexComputer ModelsDataData ElementData SetDiagnosisDiseaseDizzinessDrug ControlsElectrophysiology (science)FoundationsFundingGeneticHeartHeart AtriumHeart failureHospitalizationHumanImage AnalysisIndividualLabelLesionLinkMachine LearningMagnetic Resonance ImagingMapsMeasuresMethodsNoiseOutcomePatient CarePatientsPatternPersonsPhenotypePhysicsPhysiologicalPlayPublic HealthRecoveryRegistriesScienceSignal TransductionSiteStrokeTest ResultTestingTissuesTrainingUncertaintyUnited States National Institutes of HealthWorkbasecomputer scienceconvolutional neural networkdemographicsdigitalexperienceheart rhythmimprovedindividual patientindividualized medicineinsightmachine learning classifiermachine learning methodmortalitynovelpersonalized medicinepersonalized strategiesprospectiveprospective testresponsesignal processingsuccesstooltranslational impactvoice recognitionvoltage
项目摘要
Project Summary
Atrial fibrillation (AF) is the most common heart rhythm disorder, affecting 2 million Americans in
whom it may cause skipped heart beats, dizziness or stroke. Unfortunately, therapy for AF has limited
success, likely because AF represents heterogenous and poorly characterized disease entities between
individuals. A central challenge is that it is not clear why a specific therapy works in a given AF patient.
This uncertainty makes it challenging to develop a patient-specific approach to tailor therapy for
personalized medicine.
The premise of this project is that mechanistic data is increasingly available in AF patients at
scales spanning tissue, whole heart and patient levels, yet rarely integrated. We set out to use machine
learning (ML), a powerful approach proven to classify complex datasets, to integrate data to address 3
clinical unmet needs. First, electrograms are rarely used to guide therapy in AF, unlike organized
rhythms, because they are difficult to interpret. Second, it is difficult to understand how arrhythmia is
affected by any specific ablation strategy in AF, unlike organized rhythms. This makes it difficult to
improve therapy. Third, it is difficult to identify whether an individual patient will or will not have success
from AF ablation. We applied machine learning and novel objective analyses to these questions to
develop strategies for personalized AF therapy.
We have 3 specific aims: (1) To identify components of AF electrograms using ML trained to
monophasic action potentials (MAP); (2) To identify electrical and structural features of the acute
response of AF to ablation near and remote from PVs; (3) To identify patients in whom ablation is
unsuccessful or successful long-term, who are poorly separated at present. Each Aim will compare ML to
traditional biostatistics, and use objective explainability analysis of ML to provide mechanistic insights.
This study has potential to deliver immediate clinical and translational impact. We will apply
specific ML approaches, biostatistics, and computer modeling to our rich multiscale registry. We will
develop practical and shareable tools, which we will prospectively test clinically, to deliver meaningful
outcomes at tissue, whole heart and patient scales. Our team is experienced in electrophysiology,
computer science, signal processing and biological physics. This project is likely to reveal novel
multiscale AF phenotypes to enable personalized therapy.
项目概要
心房颤动 (AF) 是最常见的心律失常,影响着 200 万美国人
可能会导致心跳加快、头晕或中风的人。不幸的是,房颤的治疗方法有限
成功,可能是因为 AF 代表了不同疾病之间的异质性和特征不明的疾病实体
个人。一个主要的挑战是,目前尚不清楚为什么特定的治疗方法对特定的房颤患者有效。
这种不确定性使得开发针对患者的特定方法来定制治疗方案具有挑战性。
个性化医疗。
该项目的前提是 AF 患者的机械数据越来越多
尺度跨越组织、整个心脏和患者水平,但很少整合。我们开始使用机器
学习 (ML) 是一种强大的方法,已被证明可以对复杂数据集进行分类、集成数据以解决 3
临床未满足的需求。首先,与有组织的治疗不同,电描记图很少用于指导 AF 治疗。
节奏,因为它们很难解释。二、很难理解心律失常是怎么回事
与有组织的节律不同,房颤会受到任何特定消融策略的影响。这使得很难
改善治疗。第三,很难确定个别患者是否会成功
来自 AF 消融。我们将机器学习和新颖的客观分析应用于这些问题
制定个性化 AF 治疗策略。
我们有 3 个具体目标:(1) 使用经过训练的 ML 来识别 AF 电图的组成部分
单相动作电位(MAP); (2) 识别急性的电学和结构特征
AF 对靠近和远离 PV 的消融的反应; (3) 确定适合接受消融治疗的患者
长期不成功或成功,目前很难区分。每个目标都会将 ML 与
传统的生物统计学,并使用机器学习的客观可解释性分析来提供机制见解。
这项研究有可能产生直接的临床和转化影响。我们将申请
我们丰富的多尺度注册表中包含特定的机器学习方法、生物统计学和计算机建模。我们将
开发实用且可共享的工具,我们将前瞻性地进行临床测试,以提供有意义的成果
组织、整个心脏和患者尺度的结果。我们的团队在电生理学方面经验丰富,
计算机科学、信号处理和生物物理学。这个项目很可能会揭示新颖的
多尺度 AF 表型以实现个性化治疗。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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