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综述:人工智能辅助聚焦心脏超声(AI-assisted FoCUS)在心血管健康促进中的整合应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月27日 来源:npj Cardiovascular Health
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这篇前瞻性综述提出将人工智能(AI)与聚焦心脏超声(FoCUS)技术结合,革新心血管疾病(CVD)预防策略。通过AI辅助的便携式超声设备,可实现生物心脏年龄评估、瓣膜病(VHD)、隐匿性房颤(AF)、心衰(HF)和肺动脉高压(PH)的早期筛查,突破传统动脉粥样硬化性心血管病(ASCVD)防治局限,为个性化干预提供新范式。
聚焦心脏超声(FoCUS)正从急诊和重症场景拓展至预防医学领域。这种便携式超声技术允许非心脏专科医师在床旁快速获取心脏影像,结合AI算法后,其价值呈指数级提升。AI通过实时导航探头定位、自动图像质量评分和标准化报告生成,显著降低操作者依赖性。研究显示,AI辅助FoCUS可将扫描时间缩短30%,图像排除率降低45%,尤其适用于资源匮乏地区。

传统ASCVD风险评估工具依赖时序年龄,常高估老年人风险而低估年轻人风险。AI模型通过分析12万例超声心动图数据发现,生物年龄与时序年龄差异≥5年时,死亡风险变化达34%。SardiNIA研究证实,15%人群存在加速心脏老化,其心腔容积减小、左室应变下降等特征与心血管事件显著相关。手持式Lumify设备验证显示,AI仅需单次扫描即可预测生物年龄(平均误差6.6年),为初级诊疗中的风险分层提供即时工具。
全球VHD发病率30年增长210%,但OxVALVE研究揭示65岁以上人群诊断率不足7%。梅奥诊所数据显示,FoCUS对中重度主动脉瓣狭窄的检测灵敏度达92%。以色列Sheba医学中心的前瞻试验中,AI辅助FoCUS使10%的住院患者新发现显著瓣膜病变,其中二尖瓣反流(MR)的自动识别准确率媲美专家水平。
约30%房颤(AF)病例未被诊断,但其引发的卒中风险与显性AF相当。AI模型通过分析窦律时的超声图像,仅需胸骨旁长轴视图即可预测AF(AUC 0.81)。左房容积指数>34 mL/m2和室间隔抖动等特征,可识别"心律失常易感心脏"。这种技术有望指导动态心电图监测的精准投放,使抗凝治疗时机提前12-18个月。
AI辅助FoCUS对左室射血分数(LVEF)评估的灵敏度达88%,且能识别2.4%无症状人群的节段性室壁运动异常(RWMA)——这些患者心衰风险增加3.6倍。对于肺动脉高压(PH),AI通过整合下腔静脉直径和三尖瓣反流速度(TRV),在无多普勒设备时仍可完成风险分层,这对医疗资源有限的地区尤为重要。

尽管前景广阔,AI-FoCUS整合仍存在三大瓶颈:1)现有模型多为单病种设计,尚未实现多参数同步分析;2)手持设备缺乏频谱多普勒功能,需开发专用2D图像算法;3)尚未建立针对基层医护的标准化培训体系。未来需开展万人级前瞻性研究,验证其对硬终点事件的改善效果。正如研究者所言,这场技术革命需要临床医师、算法工程师和政策制定者的协同推进,方能实现心血管预防医学的范式转移。
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