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左室功能不全是各種心臟結(jié)構(gòu)或功能異常導(dǎo)致左心室充盈和（或）射血功能受損，不能滿足機體組織代謝需要的一組綜合征。左室功能不全的早期篩查，對于及時治療及改善患者預(yù)后具有重要意義。然而，左室功能不全早期患者常缺乏特征性的臨床表現(xiàn)，且超聲心動圖及循環(huán)標(biāo)志物具有成本-效益的局限性。因此，目前尚缺乏無創(chuàng)、平價且易于推廣的方法篩查左室功能不全。 近年來，人工智能網(wǎng)絡(luò)相關(guān)研究取得重大突破。其中，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）已成為目前圖像分類、圖像識別、語音分析以及自然語言加工等領(lǐng)域的研究熱點。CNN的權(quán)值共享網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于降低模型的復(fù)雜度、減少權(quán)值的數(shù)量，能夠直接將圖像作為網(wǎng)絡(luò)的輸入，避免了傳統(tǒng)識別算法存在的復(fù)雜的特征提取及數(shù)據(jù)重建過程。有研究表明，心臟結(jié)構(gòu)或功能的改變可引起心電圖的變化，而經(jīng)過良好訓(xùn)練的CNN模型可識別此種變化，并判斷心功能狀態(tài)。南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫人民醫(yī)院心內(nèi)科王如興教授團隊于Journal of Cardiovascular Electrophysiology雜志發(fā)表論文，探討了CNN利用常規(guī)12導(dǎo)聯(lián)心電圖識別左室功能不全的應(yīng)用。 本研究收集了2018年1月至2019年5月間在南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫人民醫(yī)院就診患者的心電圖和經(jīng)胸超聲心動圖數(shù)據(jù)。匹配了同一患者在14天內(nèi)獲得的心電圖及心動圖數(shù)據(jù)，若同一患者存在多個配對數(shù)據(jù)，僅納入最早的配對，獲得26,792份心電圖-心超配對數(shù)據(jù)（表1）。 表1 納入患者的臨床特征 作者利用經(jīng)胸超聲心動圖評估患者的心功能，以左室射血分?jǐn)?shù)50%為界，判斷患者的左室功能是否存在異常。ECG圖像則按9:1:1的比例隨機分為訓(xùn)練集、驗證集或測試集。訓(xùn)練集和驗證集中的ECG圖像用于特征提取和CNN模型構(gòu)建，測試集則用于模型預(yù)測性能的評估（圖1-2）。 圖1 數(shù)據(jù)收集及數(shù)據(jù)集的建立 圖2CNN模型的創(chuàng)建及測試流程 圖3 人工智能模型構(gòu)架示意圖 研究結(jié)果提示，良好訓(xùn)練的CNN模型在測試集中準(zhǔn)確度為73.9% (73.8% ~ 74.0%)，敏感度為69.2% (67.8% ~70.6%)，特異度為70.5% (70.1% ~ 70.9%)，陽性預(yù)測值為70.1%，陰性預(yù)測值為69.9%，曲線下面積為測試集為0.713（圖4）。 圖4 算法模型在驗證集和測試集上篩查效果的接受者操作特征 本研究結(jié)果顯示，通過構(gòu)建并訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，可僅基于常規(guī)的心電圖數(shù)據(jù)，以較低的成本，篩查左室功能不全的患者，為開展左室功能不全的早期篩查提供了新思路。 參考文獻 J Cardiovasc Electrophysiol. 2021 Feb 9. doi: 10.1111/jce.14936. Online ahead of print. 專家簡介 王如興，醫(yī)學(xué)博士、主任醫(yī)師、教授、南京醫(yī)科大學(xué)和江南大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士研究生導(dǎo)師、專技二級崗、留美和留歐訪問學(xué)者。中華醫(yī)學(xué)會心血管分會心血管臨床研究學(xué)組委員、中華醫(yī)學(xué)會心電生理和起搏分會基礎(chǔ)研究學(xué)組委員、中國醫(yī)師協(xié)會心血管內(nèi)科醫(yī)師分會委員、江蘇省醫(yī)學(xué)會心電生理與起搏分會副主任委員、“全國心律失常治療規(guī)范和新技術(shù)培訓(xùn)”項目的培訓(xùn)導(dǎo)師。江蘇省醫(yī)學(xué)重點人才、江蘇省有突出貢獻的中青年專家、南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫人民醫(yī)院心內(nèi)科主任，高級專家。主持及完成國家和省市級科研課題20余項，其中國家自然科學(xué)基金面上項目3項，江蘇省自然科學(xué)基金面上項目2項，指導(dǎo)所帶研究生獲國家自然科學(xué)青年基金6項，近10年團隊成功獲得11項國家自然科學(xué)基金課題資助。獲省、市廳級科技進步獎和新技術(shù)引進獎15項。在國內(nèi)外醫(yī)學(xué)期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，其中在SCI收錄論文56篇，在中華系列雜志上發(fā)表論文74篇，其中《中華心血管病雜志》29篇。現(xiàn)為《中華心血管病雜志》、《中華心律失常學(xué)雜志》和《中國心臟起搏與心電生理雜志》編委及《實用心電學(xué)雜志》副主編。研究方向為心電生理的臨床和基礎(chǔ)，目前磁導(dǎo)航指導(dǎo)下復(fù)雜心律失常導(dǎo)管消融治療在國內(nèi)領(lǐng)先。  劉彤，天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院心臟科主任醫(yī)師，教授，天津心臟病學(xué)研究所副所長，天津醫(yī)科大學(xué)科研處副處長，天津市131創(chuàng)新型人才（第一層次），首批天津市津門醫(yī)學(xué)英才。醫(yī)學(xué)博士/博士后（美國Cedars-Sinai醫(yī)學(xué)中心），天津醫(yī)科大學(xué)博士生導(dǎo)師。主要從事心臟起搏與射頻消融、心房顫動、腫瘤心臟病學(xué)的基礎(chǔ)和臨床研究。現(xiàn)任中華醫(yī)學(xué)會心臟起搏與電生理分會委員，中華醫(yī)學(xué)會心血管病分會青年委員，國際心電學(xué)會（ISE）青年委員，中華醫(yī)學(xué)會心臟起搏與電生理分會&中國醫(yī)師協(xié)會心律學(xué)專業(yè)委員會中青年電生理工作委員會副主任委員，中國心律學(xué)會青年委員，中國心電學(xué)會委員，中國抗癌協(xié)會第一屆整合心臟病學(xué)分會常務(wù)委員。PACE雜志（SCI收錄）編委，Cardiovas Diag Ther雜志（SCI收錄）編委，Cardiol Res Pract雜志（SCI收錄）特刊主編，中華心律失常學(xué)雜志通訊編委，中國心血管病研究雜志青年編委會副主任委員，中華老年心腦血管病雜志編委。 承擔(dān)國家自然科學(xué)基金項目4項，承擔(dān)天津市自然科學(xué)基金重點項目2項，參與國家自然科學(xué)基金項目2項，獲天津市科技進步獎3項。JACC、Stroke、Cardiovasc Diabetol、Heart、JAHA、Circulation AE、Heart Rhythm等雜志發(fā)表第一作者及通訊作者文章100余篇，總引用次數(shù)3652次，主編及主譯英文專著各1部，副主編專著2部。  |
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