Sebuah alat kecerdasan buatan (AI) kini dapat menemukan penyakit jantung yang tersembunyi dari tes rutin.
Setiap tahun, jutaan orang meninggalkan rumah sakit tanpa mengetahui mereka memiliki masalah jantung yang serius. Bukan karena dokter yang ceroboh. Bukan karena tes yang tepat tidak ada. Tetapi karena tes standar yang rutin digunakan dokter tidak dapat mendeteksi banyak jenis penyakit jantung struktural hanya dengan sendirinya.
Sebuah tim peneliti di Universitas Columbia dan NewYork-Presbyterian mungkin telah menemukan cara untuk mengubah hal ini. Mereka membangun alat kecerdasan buatan bernama EchoNext yang membaca data dari tes jantung rutin dan mendeteksi penyakit jantung struktural dengan akurasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan ahli jantung manusia. Studi ini dipublikasikan dalam jurnal Nature pada Juli 2025.
Apa itu penyakit jantung struktural?
Penyakit jantung struktural adalah masalah fisik pada jantung — katup, ruang, otot, atau pembuluh yang langsung terhubung ke jantung. Penyakit ini mencakup kondisi seperti gagal jantung, penyakit katup, hipertensi pulmonal, dan penebalan otot jantung yang parah. Banyak dari kondisi ini, jika ditemukan lebih awal, dapat diobati dengan obat-obatan atau pembedahan. Jika tidak terdeteksi, kondisi ini dapat berakibat fatal.
Tes standar emas untuk mendiagnosis penyakit jantung struktural adalah ekokardiogram — sebuah pemindaian ultrasonik jantung. Ekokardiogram memberikan gambaran yang jelas tentang struktur dan fungsi jantung. Masalahnya adalah bahwa ekokardiogram mahal, memerlukan spesialis terlatih untuk melakukan dan menginterpretasikan, dan tidak tersedia di semua tempat. Karena adanya hambatan ini, dokter biasanya memesan ekokardiogram hanya ketika pasien sudah menunjukkan gejala atau ketika mereka memiliki alasan yang kuat untuk mencurigai adanya masalah.
Ini berarti banyak orang dengan penyakit jantung struktural tidak pernah mendapatkan tes yang dapat mengungkap kondisi mereka. Penelitian menunjukkan bahwa ketika skrining ekokardiografi sistematik dilakukan di komunitas, jumlah kasus penyakit jantung katup yang terdeteksi lebih dari dua kali lipat dibandingkan dengan perawatan rutin. Dengan kata lain, hingga setengah dari semua kasus mungkin tidak terdeteksi.
Elektrokardiogram adalah alat yang banyak digunakan tetapi memiliki batasan
Elektrokardiogram (ECG) adalah jenis tes jantung yang berbeda. Ini mengukur aktivitas listrik dari jantung. Dokter menggunakan ECG untuk mendeteksi irama jantung yang abnormal, arteri koronaria yang tersumbat, dan serangan jantung yang lalu. ECG murah, cepat, non-invasif, dan tersedia di hampir setiap rumah sakit dan klinik di dunia. Dokter melakukan ratusan juta ECG setiap tahun.
Tetapi ECG memiliki batasan yang terkenal. Selama beberapa dekade, ahli jantung telah memahami bahwa Anda tidak dapat mendeteksi penyakit jantung struktural hanya dari elektrokardiogram. Sinyal listrik yang ditangkap oleh tes ini tidak secara langsung mengungkapkan kerusakan fisik pada katup jantung atau otot. Seperti yang diungkapkan Dr. Pierre Elias, yang memimpin penelitian EchoNext: “Kita semua diajarkan di sekolah kedokteran bahwa Anda tidak dapat mendeteksi penyakit jantung struktural dari elektrokardiogram.”
EchoNext menantang asumsi tersebut.
Cara kerja EchoNext
EchoNext adalah model pembelajaran mendalam — jenis kecerdasan buatan yang belajar pola dari sejumlah besar data. Peneliti melatih model ini pada lebih dari 1,2 juta pasangan ECG-ekokardiogram yang dikumpulkan dari lebih dari 230.000 pasien di delapan rumah sakit selama 14 tahun. Dengan mempelajari setiap ECG beserta hasil ekokardiogram yang sesuai dari pasien yang sama, model ini belajar untuk menemukan pola halus dalam data ECG yang berkaitan dengan masalah jantung struktural — pola yang terlalu samar dan kompleks untuk dideteksi oleh mata manusia.
Model ini mengambil sebagai masukan baik bentuk gelombang ECG mentah maupun tujuh nilai standar yang sudah dicatat dokter: usia, jenis kelamin, laju atrium, laju ventrikel, interval PR, durasi QRS, dan interval QT yang dikoreksi. Kemudian, ia menghasilkan skor risiko yang memberi tahu dokter seberapa besar kemungkinan pasien memiliki penyakit jantung struktural.
Pentingnya, EchoNext tidak mencoba menggantikan ekokardiogram. Sebaliknya, ia bertindak sebagai penyaring pintar. Ia mengidentifikasi pasien mana, dari banyak yang mendapatkan ECG rutin, yang memiliki risiko cukup tinggi sehingga dokter perlu menindaklanjuti dengan ekokardiogram. “EchoNext pada dasarnya menggunakan tes yang lebih murah untuk menentukan siapa yang membutuhkan ultrasonik yang lebih mahal,” jelas Dr. Elias.
Apa yang ditemukan penelitian ini
Hasil dari studi ini mencolok. Dalam perbandingan langsung dengan 13 ahli jantung yang meninjau 3.200 ECG, EchoNext mencapai tingkat akurasi sebesar 77%, dibandingkan 64% untuk para ahli jantung. Bahkan ketika para ahli jantung memiliki akses ke skor risiko EchoNext untuk membantu memandu keputusan mereka, mereka masih tampil di bawah model kecerdasan buatan yang bekerja sendiri.
Tim peneliti juga menjalankan EchoNext dalam apa yang mereka sebut sebagai “penempatan diam” – mereka menerapkan alat ini kepada hampir 85.000 pasien yang telah menerima ECG tetapi tidak memiliki ekokardiogram sebelumnya. Alat ini mengidentifikasi lebih dari 7.500 dari pasien ini (sekitar 9%) sebagai berisiko tinggi untuk penyakit jantung struktural yang tidak terdiagnosis. Dokter yang memantau pasien ini selama setahun berikutnya mengkonfirmasi bahwa prediksi EchoNext terbukti akurat, dengan nilai prediktif positif sebesar 74% di antara mereka yang kemudian menerima ekokardiogram.
Para peneliti kemudian memvalidasi EchoNext di empat sistem rumah sakit independen, termasuk Cedars-Sinai, Universitas California San Francisco, dan Institut Jantung Montreal. Model ini mempertahankan akurasi yang kuat di berbagai rumah sakit dengan populasi pasien yang berbeda dan tingkat penyakit jantung struktural yang berbeda, yang menunjukkan bahwa alat ini bekerja dengan andal di luar lingkungan spesifik di mana ia dibangun.
Pasien nyata, hasil nyata
Peneliti EchoNext membagikan tiga kasus spesifik di mana alat ini secara langsung mengarah pada diagnosis yang mengubah hidup. Dalam kasus pertama, EchoNext mendeteksi stenosis aorta berat — kondisi di mana katup yang mengontrol aliran darah keluar dari jantung menjadi sangat sempit — pada seorang pasien yang tidak memiliki diagnosis penyakit jantung struktural sebelumnya. Pasien tersebut kemudian menjalani prosedur penggantian katup jantung minimal invasif yang dikenal sebagai penggantian katup aorta transkateter.
Dalam kasus kedua, alat ini mendeteksi regurgitasi mitral berat – kondisi di mana darah bocor kembali antara dua ruang jantung. Pasien tersebut kemudian menjalani operasi katup perbaikan. Dalam kasus ketiga, EchoNext mendeteksi gagal jantung, dan pasien tersebut akhirnya menerima transplantasi jantung. Masing-masing pasien ini telah menjalani ECG rutin tanpa ada yang mencurigai adanya penyakit jantung struktural. EchoNext menemukan apa yang terlewatkan oleh mata manusia.
Apa artinya ini untuk Anda?
Jika Anda pernah menjalani ECG di rumah sakit atau klinik, Anda sudah mengalami jenis tes yang dibaca oleh EchoNext. Anda tidak perlu prosedur terpisah, peralatan tambahan, atau persiapan tambahan. Data yang sama yang sudah dihasilkan oleh tes tersebut dapat, dengan EchoNext berjalan di latar belakang, memberi tahu dokter Anda bahwa Anda perlu penyelidikan lebih lanjut.
Hal ini sangat penting di tempat-tempat di mana ahli jantung dan mesin ekokardiogram langka — rumah sakit pedesaan, klinik komunitas, dan sistem kesehatan di negara-negara berpenghasilan rendah. Karena EchoNext berjalan pada data ECG standar, alat ini dapat memperluas jangkauan skrining penyakit jantung kepada orang-orang yang sebaliknya tidak akan pernah mendapatkan ekokardiogram sama sekali.
Dr. Elias dan timnya percaya bahwa “ECG ditambah dengan kecerdasan buatan memiliki potensi untuk menciptakan paradigma skrining yang sama sekali baru.” Para peneliti saat ini bekerja untuk membuat teknologi ini lebih luas tersedia dan meningkatkan model lebih lanjut saat mereka melatihnya pada kumpulan data pasien tambahan.
EchoNext belum menjadi bagian dari perawatan klinis standar. Para peneliti dan institusi mereka – Universitas Columbia – telah mengajukan paten untuk algoritma tersebut, dan tim ini sedang bekerja menuju penerapan yang lebih luas. Mereka juga telah merilis kumpulan data publik dan versi model yang ringan untuk mendukung penelitian lebih lanjut oleh ilmuwan di seluruh dunia.
Komunitas penelitian telah bereaksi dengan minat yang besar. Tim lain sudah membangun berdasarkan kumpulan data acuan EchoNext untuk mengembangkan model baru yang menggabungkan kecerdasan buatan dengan metode statistik, dengan tujuan membuat hasil tidak hanya akurat tetapi juga dapat diinterpretasikan — sehingga dokter dapat memahami fitur spesifik dari sinyal ECG yang mengarah pada skor risiko tertentu.
Sumber informasi:
- Columbia University Irving Medical Center. Dapatkah AI Mendeteksi Penyakit Jantung yang Tersembunyi?
- ColumbiaDoctors / NewYork-Presbyterian. EchoNext: Alat AI Menemukan Penyakit Jantung Struktural yang Tersembunyi
- NewYork-Presbyterian Advances in Cardiology. Studi Menunjukkan Alat Skrining AI Dapat Mendeteksi Penyakit Jantung Struktural Menggunakan Data Elektrokardiogram
- News-Medical. Model ECG Berbasis AI Mengungguli Dokter dalam Mendeteksi Penyakit Jantung yang Tersembunyi
- Inside Precision Medicine. AI Mengubah ECG Menjadi Alat Skrining Penyakit Jantung yang Kuat
- ODSC / Open Data Science. Model AI Mendeteksi Penyakit Jantung Tersembunyi dari ECG, Mengungguli Ahli Jantung
- Journal Nature. Mendeteksi Penyakit Jantung Struktural dari Elektrokardiogram Menggunakan AI PhysioNet. EchoNext: Kumpulan Data untuk Mendeteksi Penyakit Jantung Struktural yang Dikonfirmasi Ekokardiogram dari ECG
- American College of Cardiology. Tren Transformasi dalam Pengobatan Kardiovaskular untuk 2025
- Healio. 2026: Tahun Ketika Alat Kita Meluas dalam Kardiologi
