一种新的AI模型可以预测患者发展和恶化疾病的风险，甚至预测他们早死的风险，仅需使用心电图（ECG）。伦敦帝国理工学院和帝国理工学院医疗保健NHS信托的研究人员相信，他们的工作将在未来五年内应用于NHS系统中。这将使医生能够更早发现疾病，并优先治疗最紧急的病例。该研究发表在《柳叶刀数字健康》上，题目为“用于死亡率和心血管风险评估的人工智能心电图：一个可行、可解释且生物学合理的平台”。
心电图记录心脏的电活动，是世界上最常见的医学检查之一。研究团队使用来自国际来源的大量数据集，这些数据集包含数百万份作为常规护理的一部分采集的心电图，训练他们的AI模型分析心电图并准确预测哪些患者会经历新发疾病、病情恶化或随后死亡。
心电图描绘了心房和心室之间的心脏电信号流动。AI模型被训练“读取”这些信息并识别电信号中的模式。研究人员表示，该模型能够看到和理解比心脏病专家更为复杂和细微的ECG模式。
细微细节
伦敦帝国理工学院国家心肺研究所的学术临床讲师、帝国理工学院医疗保健NHS信托的心脏病学注册医师Arunashis Sau博士领导了这项研究。他解释说：“我们心脏病专家在查看心电图时，使用我们的经验和标准指南，将它们分类为‘正常’和‘异常’模式，以帮助诊断疾病。然而，AI模型可以检测到更加细微的细节，因此它可以在我们认为正常的心电图中‘发现’问题，可能是在疾病完全发展之前。”
AI模型，称为AI-ECG风险评估（AIRE），能够在78%的病例中正确识别心电图后的10年内患者死亡风险（从高到低）。研究人员表示，剩余的错误案例可能是由于其他未知因素的影响（例如，患者随后的治疗或不可预测的死亡原因）。
该系统可以预测未来的健康风险，如心律失常、心脏病发作和心力衰竭，以及患者是否会因非心脏原因死亡。研究人员发现，它可以高度准确地预测这些风险。
Sau博士进一步解释说：“心电图捕捉了来自身体各处的大量信息，因为像糖尿病这样的疾病会影响肾脏或肝脏等器官，也会以某种方式影响心脏。我们的分析表明，AI不仅可以告诉我们关于心脏的信息，还可以告诉我们身体其他部位的情况，并可能检测到加速衰老的迹象。”
增强AI的心电图已知在诊断心脏病方面非常准确，但尚未用于告诉临床医生患者未来发生一系列特定、可治疗疾病的个体风险。目前，增强AI的心电图尚未纳入常规医院护理或诊断中。
研究人员还分析了影像学和遗传信息，这有助于他们确认AI预测与心脏结构和功能的真实生物因素相关。他们表示，这对于模型在临床医生中的可信度至关重要，因为它可以检测到心脏结构随时间的微妙变化，这些变化是疾病或死亡风险的早期迹象。
这项研究的高级作者Fu Siong Ng博士是伦敦帝国理工学院国家心肺研究所的心脏电生理学高级讲师，也是帝国理工学院医疗保健NHS信托和切尔西和威斯敏斯特医院NHS基金会信托的心脏病学顾问。他说：“我们的研究表明，这种AI模型是一种可信且可靠的工具，未来可以编程用于NHS的不同领域，为医生提供相关的风险信息。这可能会对患者的治疗方式产生积极影响，最终提高患者的寿命和生活质量。它还可以减少等待名单，使资源分配更加高效。我们相信这将对NHS和全球产生重大好处。”
他还补充道：“下一步的重要工作是在临床试验中测试这些模型是否实际上可以改善患者结局。”AIRE在NHS中的试验已经在帝国理工学院医疗保健NHS信托和切尔西和威斯敏斯特医院NHS基金会信托的多家医院计划进行。这些临床试验将重点关注实施该模型的实际患者带来的益处，预计将于2025年中期开始。患者将从门诊诊所和住院病房招募。
英国心脏基金会首席科学和医学官Bryan Williams教授表示：“这项大型、令人兴奋的研究展示了AI如何用于改善心脏病的诊断。心电图已经用于评估心脏超过一个世纪，这项研究展示了AI从常规检查中获得重要健康洞察的非凡能力。这可以将心电图的使用超越以往的可能性，通过帮助评估未来的心脏和健康问题以及死亡风险。”
Sau博士补充说：“我们现在需要看看该模型在真实医疗系统中的表现。但未来，有可能我们会看到患者佩戴提供医生连续远程监测和潜在警报系统的可穿戴技术。”
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