近日,上海市第十人民醫院心血管內科張毅/趙逸凡團隊在AI解析心電圖波形領域取得重要成果,開發并驗證了一套特殊算法,可通過標準12導聯心電圖波形高精度識別ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者的“犯罪”血管,尤其在對診斷難度較大的左回旋支識別上表現突出。相關研究論文登載于國際知名醫學期刊《英國醫學雜志》(BMJ)子刊“數字健康與人工智能”。
“時間就是心肌,時間就是生命。”公眾對這句話已耳熟能詳,越早發現心梗癥狀、越早精準定位發生堵塞的“犯罪”血管、越早開展醫學干預,患者預后就越理想。然而,受冠狀動脈解剖變異、側支循環變異以及醫生臨床經驗的差異等影響,依靠心電圖波形來定位發生梗阻的血管,其準確性存在偏差。不過隨著AI解析心電圖波形系統的問世,有望顯著縮短急診決策時間,優化治療流程,改善患者預后。
相比公眾日常使用的通用型AI大模型,十院專家開發的這一AI垂直應用類系統專注于心電圖波形解析,通過大量“投喂”高質量的原始診斷數據,使得該系統在心電圖波形的識別速度、準確度、靈敏度、特異度等方面均表現優異。
團隊共收集了2957份原始心電圖數據,選擇冠脈造影作為診斷金標準,從中優選出698份“犯罪”血管明確的STEMI心電圖作為訓練和測試AI的“高質量教材”與“全真試卷”。其中,來自兩家三甲醫院的543份心電圖按照4:1的比例分為內部訓練集(教材)和內部測試集(模擬考試卷),來自另一家三甲醫院的155份心電圖構成外部驗證集(期末考試卷)。
經過認真“學習”與大量“刷題”,AI在心電圖波形解析上表現優異:在“高質量教材”(內部訓練集)的學習中,算法診斷左前降支(LAD)、右冠狀動脈(RCA)、左回旋支(LCX)的靈敏度分別為92.4%、93.2%、99.7%,特異度分別為99.7%、97.4%、95.8%;在“模擬考試”(內部測試集)中,算法診斷LAD、RCA、LCX的靈敏度分別為91.6%、75.1%、97.0%,特異度分別為96.0%、95.8%、88.8%,其表現優于心內科醫生和目前已投用的心電圖算法;在“期末考試”(外部測試集)中,算法診斷LAD、RCA、LCX的靈敏度分別為72.0%、90.5%、92.9%,特異度分別為94.3%、92.4%、91.2%。最終,這一AI心電圖診斷系統以優異成績“畢業”。
據張毅主任介紹,在未來臨床實踐中,該AI系統在四大方面有深遠臨床意義和廣闊應用前景:第一是可穿戴,可集成于院前急救設備或可穿戴心電監測儀,為高危患者提供早期預警和病變血管的初步定位;第二是提效率,在患者轉運過程中即可預先識別“犯罪”血管,有助于醫院導管室更精準地準備器械和制定手術策略,從而縮短患者從入院到冠脈復通的時間;第三是促精準,提升冠脈左回旋支(LCX)阻塞識別率,彌補當前臨床實踐中LCX識別困難的短板,減少遺漏和誤判;第四是強基層,賦能基層醫療,在資源有限或心內科醫生經驗相對不足的基層醫院或偏遠地區,該系統可作為強大的輔助診斷工具,提升STEMI整體救治水平。
原標題:《上海十院AI系統高分通過心電圖“解析考試”,相關論文登國際期刊》
欄目編輯:易蓉 題圖來源:新民制圖
來源:作者:新民晚報 左妍 通訊員 生星
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