据《医学新闻》报道,一款名为EchoNext的AI心电图模型在检测结构性心脏病(SHD)方面表现超越 cardiologists,这项发表在《Nature》期刊的研究显示,该技术有望通过10秒的心电图检查发现潜在心脏疾病,为全球医疗资源分配不均问题提供新的解决方案。
美国每年因结构性心脏病产生的医疗支出超过1000亿美元,然而约6.4%的老年人患有未被诊断的显著瓣膜性心脏病,加上已诊断的4.9%患者,总患病率超过11%。尽管早期超声心动图检查可挽救生命,但设备资源和专业人员的缺乏使许多患者错失诊断机会。
研究团队收集了来自8家纽约长老会医院2008至2022年间的124万份心电图-超声心动图配对记录,开发出能同时识别多种心脏异常的EchoNext模型。该模型通过卷积神经网络分析12导联心电图原始波形,结合常规心电图参数及年龄性别数据,可检测左心室射血分数降低、心室壁增厚、肺动脉高压等多种心脏结构异常。
在纽约长老会医院的测试集中,EchoNext检测复合结构性心脏病的AUROC(曲线下面积)达85.2%,精确率-召回率曲线下面积为78.5%。在 Cedars-Sinai、蒙特利尔心脏研究所和加州大学旧金山分校的外部验证中,AUROC值保持在78%至80%之间,显示出良好的泛化能力。
一项涉及13名 cardiologists的盲测对比显示,医生对结构性心脏病的识别准确率为64%,而EchoNext单独达到77%准确率。当医生获得AI风险评分辅助时,准确率略微提升至69%,表明该模型捕捉到了专家肉眼难以识别的预后模式。值得注意的是,参与评估的 cardiologists 仅获得去标识化的心电图数据,缺乏临床背景信息,这与实际临床环境有所不同。
在84,875例无既往超声心动图检查的连续心电图中,EchoNext标记了9%的高风险病例,其中45%的患者在常规诊疗中未接受后续影像学检查。根据模型预测的患病率和敏感性,研究估计若实时应用该AI提醒系统,可能拦截约1,998例隐匿性结构性心脏病。
DISCOVERY前瞻性试点研究进一步验证了模型的临床价值,该研究招募了100名无影像学检查史的成人。结果显示,EchoNext高风险组中73%存在未被发现的结构性心脏病,中风险组为28%,低风险组仅6%,表明该模型能有效分流超声心动图资源,避免低风险人群不必要的检查。
研究团队强调,EchoNext模型不仅提高了诊断准确性,还在不同年龄、性别、种族和临床环境中保持稳定表现,有助于促进医疗公平。尽管如此,研究者仍指出需通过大规模临床试验验证AI筛查对生存率和医疗公平性的实际影响,并探讨"守门人"和"安全网"等不同部署策略的利弊。
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