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综述:基于机器学习的心肌病与心力衰竭研究文献计量分析:2005-2024年趋势
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月26日 来源:Frontiers in Medicine 3.0
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这篇综述运用文献计量学方法系统分析了2005-2024年机器学习(ML)和人工智能(AI)在心肌病(CM)与心力衰竭(HF)领域的研究趋势,揭示了美国、中国和英国的主导贡献,以及诊断(ECG/MRI)、风险预测(AUC评估)和精准医疗(基因组学/蛋白质组学)等核心研究方向,同时指出数据标准化和伦理问题(如算法偏见)是未来临床转化的关键挑战。
心血管疾病(CVD)是全球发病和死亡的首要原因,而心肌病(CM)作为其严重亚型,常导致心律失常和心力衰竭(HF)。2019年全球CM年龄标准化患病率达56.0/10万,其中HF患者超3770万,造成337万伤残调整生命年(DALYs)。传统分析方法在诊断和预后评估中存在局限,而机器学习(ML)和人工智能(AI)通过解析复杂数据(如心电图特征和影像组学),显著提升了风险分层和预测模型精度。
研究基于Web of Science核心合集(WoSCC),检索2005-2024年ML/AI应用于CM/HF的2110篇文献,使用VOSviewer、CiteSpace和Bibliometrix工具分析国家/机构合作网络、关键词共现及主题演化。数据筛选严格,仅纳入英文论文,排除会议摘要等非研究型文献。
趋势分析:2016年后年发文量激增20.25%,2024年超500篇,总被引逾1.2万次,反映领域热度。
国家贡献:美国(631篇)、中国(444篇)和英国(127篇)主导研究,英国国际合作率最高(63.8%)。
核心机构:梅奥诊所(Mayo Clinic)和哈佛大学(Harvard University)为高产机构,其团队(如Friedman PA、Attia ZI)开发的AI-ECG模型被广泛引用(H指数达14)。
期刊分布:《Frontiers in Cardiovascular Medicine》(111篇)和《Scientific Reports》(60篇)为顶级载体。
研究热点:关键词"HF"(481次)、"风险预测"(255次)和"深度学习"(158次)凸显临床需求;主题演化显示从传统分类转向特征选择和蛋白质组学等前沿技术。
技术转化:ML在心脏再同步治疗(CRT)优化和磁共振成像(MRI)分析中表现突出,但存在数据异构性问题。例如,Attia ZI团队开发的CNN模型对无症状HF预测AUC达0.93,但需多中心验证。
伦理挑战:算法偏见(如训练集种族偏差)和"黑箱"问题制约临床采纳,可解释AI(XAI)工具如SHAP值分析成为解决方案。
地域差异:89%研究经费来自欧美公立机构,低收入地区参与度不足,需通过开放数据集(如英国生物银行)促进公平。
CM/HF研究正迈向数据驱动的精准医疗时代,ML/AI在早期诊断(如射血分数保留型HF识别)和个体化治疗(如免疫细胞浸润分析)中潜力巨大。未来需加强跨学科合作(如生物信息学与临床医学),并建立伦理框架推动技术普惠。
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