人工智能赋能心电图:精准检测 23 种心律失常并预测心血管结局的重大突破

【字体: 时间:2025年04月23日 来源:Journal of Medical Systems 3.5

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  心律失常常见且影响广泛,但深度学习模型(DLMs)检测心律失常存在局限。研究人员开展开发能检测多种心律失常 DLM 的研究。结果显示该模型检测性能优异,假阳性房颤(AF)检测者发病风险高。其可辅助医生识别高风险患者,意义重大。

  心律失常在人群中十分常见,无论是有结构性心脏病的患者,还是心脏结构正常的个体都可能受到影响。深度学习模型(DLMs)已展现出利用 12 导联心电图(ECGs)识别心律失常的能力。然而,可检测心律失常类型有限以及数据集稳定性不足,阻碍了其广泛应用。
在这项算法开发研究中,研究人员使用了 22130 份心电图,将它们划分为开发集、调整集、验证集和竞赛集。同时,利用包含 32495 份心电图的三个公开数据集(CODE - test、PTB - XL、CPSC2018)进行外部验证。研究还评估了被 DLM 误判为房颤(AF)阳性的个体,发生新发房颤、心力衰竭(HF)以及死亡的长期风险。

在验证集中,DLM 的受试者工作特征曲线下面积超过 0.97,并且在大多数心律失常类别中,灵敏度和特异性均超过 90%。它展现出与心脏病专家相当的诊断水平,在人机竞赛的平衡准确率排名中拔得头筹。外部验证也证实了其良好的性能。经年龄和性别校正后,被误判为房颤阳性的个体,相比房颤检测阴性的个体,新发房颤(风险比 [HR]:1.69,95% 置信区间 [CI]:1.11 - 2.59)、心力衰竭(HR:1.73,95% CI:1.20 - 2.51)以及死亡(HR:1.40,95% CI:1.02 - 1.92)的风险显著更高。

研究成功开发出一种精准的 DLM,能够在多个数据集上检测 23 种心律失常。这一模型成为了辅助医生识别高风险患者的有力筛查工具,对于早期干预和风险分层具有潜在意义。

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