一种新的AI模型可以通过心电图（ECG）预测患者的发展和恶化疾病的风险，甚至预测其早死风险。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，他们今天在《柳叶刀数字健康》上发表的工作可以在未来五年内应用于NHS。这将使医生能够更早发现疾病并优先治疗最紧急的病例。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。该团队使用来自国际来源的非常大的数据集，这些数据集由数百万个作为常规护理一部分的心电图组成，训练他们的AI模型分析心电图并准确预测哪些患者随后会经历新疾病、更严重的疾病或死亡。心电图描绘了心脏不同腔室（心房和心室）之间和内部的电信号流动。AI模型被训练来读取这些信息并看到电信号中的模式。研究人员表示，该模型可以看到和理解比心脏病专家更复杂和微妙的心电图模式。
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信托的心脏病学专科注册医师阿鲁纳西斯·索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，将其分类为‘正常’和‘异常’模式，以帮助我们诊断疾病。然而，AI模型可以检测到更多细微的细节，因此它可以在我们看来正常的心电图中‘发现’问题，并可能在疾病完全发展之前很久就发现这些问题。”
这种被称为AI-ECG风险估计（AIRE）的AI模型能够在78%的病例中正确识别心电图后十年内的死亡风险（从高到低）。研究人员表示，其余模型错误的病例可能受到其他未知因素的影响（例如，患者随后的治疗或无法预测的死亡原因）。该系统可以预测未来的健康风险，如心律问题、心脏病发作和心力衰竭，以及非心脏相关原因的死亡。研究人员发现它可以高度准确地预测这些风险。索博士进一步解释说：“心电图捕获了来自身体各部位的大量信息，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可以告诉我们很多关于心脏的信息，也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。”
已经知道，AI增强的心电图在诊断心脏病方面非常准确，但以前从未用于告诉临床医生患者在未来发展一系列特定可治疗疾病的风险。目前，AI增强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有关。他们表示，这对于模型在临床医生中的可信度至关重要，表明它可以检测到心脏结构随时间变化的细微变化，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是伦敦帝国理工学院国家心肺研究所的心脏电生理学读者、帝国理工学院医疗保健NHS信托和切尔西威斯敏斯特医院NHS基金会信托的心脏病学顾问医师冯松宁博士。他说：“我们的工作表明，这种AI模型是一种可信可靠的工具，将来可以编程用于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，最终改善患者的寿命和生活质量。它还可以减少等候名单，允许更有效地分配资源。我们认为这对NHS和全球都有重大好处。”他补充说：“重要的下一步是在临床研究中测试使用这些模型是否实际上可以改善患者的结果。”
AIRE在NHS中的试验已经在帝国理工学院医疗保健NHS信托和切尔西威斯敏斯特医院NHS基金会信托的医院中计划进行。这些临床试验将重点评估在真实患者中实施该模型的好处，并将于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布赖恩·威廉姆斯教授表示：“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。心电图已用于评估心脏超过一个世纪，这项研究表明AI从常规测试中获得重要健康见解的非凡能力。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风险以及死亡风险。我们期待看到AI如何在常规临床实践中进行试点，并如何加速和指导临床决策，确保患者获得最及时和有效的治疗和支持。”索博士补充说：“我们现在需要看看该模型在真实医疗系统中的表现。但未来有可能让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。”
该研究由英国心脏基金会资助，通过向索博士提供的BHF临床研究培训奖学金、向冯松宁博士提供的BHF项目资助以及帝国理工学院的BHF研究中心卓越奖。研究人员还得到了NIHR帝国生物医学研究中心的支持，这是一个由帝国理工学院医疗保健NHS信托和伦敦帝国理工学院合作的转化研究伙伴关系，2022年获得了9500万英镑的资金，继续为患者开发新的实验性治疗方法和诊断方法。
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