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智能系統(tǒng)預測心臟病比醫(yī)生預測的更準確

2019-08-24
關(guān)鍵詞: AI 智能醫(yī)療

  Mayo Clinic的一項研究顯示,通過AI技術(shù)分析心電圖能夠準確篩查出早期無癥狀左心室功能障礙癥,,準確性要高于其他常見的篩查手段,。與此同時,美國斯坦福大學的一項研究也證實了AI技術(shù)在心臟領(lǐng)域的優(yōu)勢,,通過分析監(jiān)測設備產(chǎn)生的心電數(shù)據(jù),,能夠診斷出10種不同類型的心律失常病癥,準確性甚至一度超過了心內(nèi)科醫(yī)生的診斷,。

  在正常情況下,,血液由左心房流向左心室,左心室負責將含氧血液推入動脈,,送往全身各器官,,維持人體機能代謝。但當左心室功能出現(xiàn)障礙時,,心臟排血量將不足以維持全身代謝的需要,。患者通常會出現(xiàn)呼吸短促,、雙下肢水腫等癥狀,。

  然而,會有3%~6%的人不會出現(xiàn)任何癥狀,,他們即患有無癥狀左心室功能障礙癥,,這是一種心力衰竭先兆的表現(xiàn)。這種疾病不僅會降低患者的生活質(zhì)量,,還會影響壽命,。雖然這種心臟疾病在確診后可以得到有效治療,但目前尚無廉價,、無創(chuàng),、無痛的篩查工具供醫(yī)生診斷使用。

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  研究發(fā)現(xiàn),,測量B型利鈉肽(B-type natriuretic pepTIde,,BNP)水平是篩查無癥狀左心室功能障礙的最佳方式,但BNP的結(jié)果準確率不高,,而且測試時需要抽血,。而常見的診斷方法,如超聲心動圖,、CT或MRI等,,價格昂貴且準確率也不高,。

  相較于以上方式而言,心電圖則是一種更普及,、價格更低廉的檢測手段,。Mayo Clinic中西部心血管醫(yī)學部主席Paul Friedman認為:“用人工智能對心電圖進行數(shù)字化處理,能夠提取隱藏的心臟病新信息,。這種方式簡單實惠,,對于心臟疾病的診斷及治療具有重要意義?!?/p>

  研究人員認為,,通過適當訓練的神經(jīng)網(wǎng)絡可以在心電圖中精確地檢測出無癥狀左心室功能障礙。研究人員創(chuàng)建一個神經(jīng)網(wǎng)絡,,從診所數(shù)據(jù)中篩選出62.5萬對匹配的心電圖和超聲心動圖,,用其對該神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練、驗證和測試,。

  結(jié)果表明,,AI應用于標準心電圖分析的敏感性可達95.6%,特異性達92.4%,,而心內(nèi)科專家診斷的敏感性和特異性分別為86%和85%,。因此AI能夠可靠地檢測出無癥狀左心室功能障礙,,且準確性優(yōu)于其他常見的篩查工具,。Paul Friedman指出:“這種篩查手段不僅能識別出無癥狀左心室功能障礙,,由于AI可以識別出早期細微的心電圖變化,因此AI技術(shù)還能預測未來患病的風險,?!?/p>

  與此同時,斯坦福大學也嘗試了將心電圖和AI結(jié)合,,這次他們瞄準的是心律失常的診斷。研究人員從心電監(jiān)測設備中采集了53萬余名患者的9.1萬多條心電圖數(shù)據(jù)樣本,。通過一種AI算法來檢測和識別10種不同類型的心律失常,,還訓練AI算法識別這10種不同類型的心律失常,將正常竇性心律和能增加心律失常發(fā)病率的噪音區(qū)分開,。

  通過與心內(nèi)科專家分析的結(jié)果進行比較,,發(fā)現(xiàn)AI具有90%的特異性和敏感性,而心內(nèi)科專家的特異性和敏感性分別為75%和78%,。結(jié)果表明深度神經(jīng)網(wǎng)絡模型診斷心律失常的準確度超過了醫(yī)生的準確度,。


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