维克森林大学医学院的一项新研究表明，常规心脏检查——心电图（ECG）——可能为研究人员提供一种测量儿童和青少年生物发育的新方法。
研究结果发表在《欧洲心脏杂志-数字健康》期刊上。
儿科研究人员在大型数据集中常常缺乏可靠的青春期阶段或激素水平测量方法，迫使他们依赖宽泛的性别分类，而这些分类可能无法完全捕捉生物发育的渐进性质。为解决这一问题，研究人员开发了心电图性别指数（Electrocardiographic Sex Index，ESI），这是一种基于人工智能的评分，源自标准心电图，它反映的是生物发育的连续谱系，而非固定分类。
在对6万余名儿童的心电图研究中，研究人员发现，随着孩子的成长，这些评分以可预测的方式发生变化。在幼儿期，不同儿童的评分值非常相似。但当他们进入童年后期和青少年期时，评分开始以反映正常生长和激素变化的方式分离。
这些发现表明，ESI捕捉到了正常发育的逐步变化，而非简单的分类。这种方法可以为研究人员提供一种更精确的方式来考虑发育阶段，尤其是在缺乏激素或青春期数据的情况下。
"这项工作最令人兴奋的方面之一是，它表明常规心电图数据可能包含有关儿童和青少年生物成熟的有意义信息，"维克森林大学医学院的访问研究员、该研究的共同第一作者Tolga Hayit博士说，"ESI提供了一种连续测量方法，当无法获得Tanner分期（一种描述青春期五个阶段的标准医学系统）或激素数据时，可以帮助研究人员考虑发育阶段。"
"传统上，心电图在捕捉发育生物学方面一直未被充分利用，但现在结合最先进的AI方法，可以突显其大规模揭示成熟和心血管发育模式的潜力，"维克森林大学人工智能研究中心的心脏病学助理教授、该研究的另一位共同第一作者Ibrahim Karabayir博士说。
主要发现包括：
- 在幼儿期，ESI值高度集中，按生物学性别分组的儿童之间差异很小。
- 从童年后期开始，随着青少年期的进展，ESI值开始朝相反方向分离，在中后期青少年期趋于平稳。
- 所有种族都观察到相似的与年龄相关的趋势。
- 随着儿童年龄的增长，模型的准确性稳步提高，年长青少年的表现接近成人水平。
为了进行这项研究，研究人员将经过成人训练的ESI模型应用于田纳西大学健康科学中心临床心电图档案中收集的61,930份0-18岁儿童的心电图。该模型在没有重新训练或重新校准的情况下应用，使研究人员能够直接观察心电图特征如何相对于成人基准演变。
研究意义
许多涉及儿童的研究将性别视为一个简单的类别，这并不总能完全捕捉他们的身体如何随时间发展。
研究作者表示，ESI可能提供一种更好的方法来考虑儿童成长过程中的这些渐进的、阶段性的变化。
对于从事大型研究的研究人员来说，当缺乏关于青春期或激素水平的信息时，ESI可能会有所帮助。
未来研究方向
研究人员强调需要进行纵向研究，结合Tanner分期（一种用于评估青春期身体发育的标准五阶段临床量表）、激素测量和结果，以进一步评估ESI在儿科人群中的临床和生物学意义。
虽然这项研究没有评估儿童的临床结果，但它为未来研究奠定了基础，这些研究将检查发育成熟度如何影响心血管风险、治疗反应或长期结果——使用常规护理中已经收集的心电图。
未来的研究应该对ESI进行纵向评估，并结合Tanner分期、激素测量和临床结果，以更好地理解其在儿科人群中的生物学和临床意义。
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