學(xué)術(shù)前沿丨開(kāi)啟人工智能心電分析系統(tǒng)新時(shí)代
計(jì)算機(jī)判讀心電圖是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，人工智能心電診斷是今后出具心電報(bào)告的方向。當(dāng)務(wù)之急，我們必須創(chuàng)建中國(guó)急需的人工智能心電診斷系統(tǒng)應(yīng)用于臨床醫(yī)療、保健、教學(xué)和科研工作。人工智能心電診斷系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，將有力地推動(dòng)心電學(xué)的快速發(fā)展，提升臨床醫(yī)學(xué)的疾病預(yù)防、預(yù)警、診斷、治療和預(yù)后評(píng)估方面的水平。
人工智能心電診斷系統(tǒng)開(kāi)始于20世紀(jì)70年代，以美國(guó)為代表的心電制造廠(chǎng)商開(kāi)始了早期的心電圖自動(dòng)化分析診斷系統(tǒng)的研制和應(yīng)用，在他們生產(chǎn)的MAC系統(tǒng)的心電圖機(jī)上，安裝上了心電圖自動(dòng)化分析診斷系統(tǒng)，對(duì)描記的心電圖進(jìn)行精準(zhǔn)的分析和測(cè)量，并做出快速的心電圖分析診斷報(bào)告。
1987年，我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)美國(guó)先進(jìn)的心電MUSE和MAC系列心電圖機(jī)，開(kāi)展數(shù)字化常規(guī)心電圖檢查技術(shù)。30年來(lái)的臨床應(yīng)用證明：人工智能心電分析系統(tǒng)已經(jīng)成為心電分析報(bào)告過(guò)程中極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是精準(zhǔn)出具心電圖報(bào)告必不可少的、重要的輔助技術(shù)。
人工智能心電診斷系統(tǒng)的定義
人工智能心電診斷系統(tǒng)，是指將人工編制的心電分析軟件系統(tǒng)，植入心電網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)或心電圖機(jī)，進(jìn)行心電圖人工智能分析，再經(jīng)過(guò)人工審查編輯，出具心電圖報(bào)告，為臨床醫(yī)療、保健、科研、教學(xué)和學(xué)科建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。
人工智能心電診斷系統(tǒng)的作用
①計(jì)算機(jī)自動(dòng)分析心電圖速度快，高度智能化的心電分析系統(tǒng)提高了工作效率，節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力。
②心電圖危急值報(bào)告需要人工智能心電報(bào)警系統(tǒng)。
③心電圖自動(dòng)分析系統(tǒng)，采用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)判讀心電圖，避免了人為因素的差異。
④計(jì)算機(jī)分析測(cè)量心電圖數(shù)據(jù)的精度為毫秒級(jí)水平，是人工測(cè)量精度的10倍。例如，正常PR間期上限≤210ms，PR間期≥211ms為一度房室阻滯；完全性左、右束支阻滯的QRS時(shí)限≥120ms，而不完全性左、右束支阻滯的QRS時(shí)限≤119ms等心電圖診斷標(biāo)準(zhǔn)，僅有1ms之差，這些精準(zhǔn)的心電圖測(cè)量，都是計(jì)算機(jī)自動(dòng)分析完成的。
⑤精準(zhǔn)的心電數(shù)據(jù)，應(yīng)是來(lái)源于計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的心電數(shù)據(jù)，是心電大數(shù)據(jù)的核心技術(shù)。高質(zhì)量醫(yī)學(xué)科研論文，源于精準(zhǔn)的心電圖數(shù)據(jù)庫(kù)。沒(méi)有精準(zhǔn)的心電分析測(cè)量數(shù)據(jù),獲得的結(jié)果將失去可靠性。
⑥心電圖診斷標(biāo)準(zhǔn)的制定，需要精準(zhǔn)的心電分析數(shù)據(jù)。
⑦臨床藥理試驗(yàn)，所采用的心電圖數(shù)據(jù)，就是心電圖人工智能診斷系統(tǒng)提供的。
⑧將心電圖以數(shù)字的格式存儲(chǔ)在心電管理系統(tǒng)的服務(wù)器上或云端，方便了臨床會(huì)診、教學(xué)查房、醫(yī)學(xué)科研、健康保健和學(xué)科建設(shè)工作。
⑨人工智能心電分析系統(tǒng)是數(shù)字化醫(yī)院不可缺少的組成部分。
⑩人工智能心電分析系統(tǒng)是健康大數(shù)據(jù)的重要組成部分。
人工智能心電診斷系統(tǒng)的現(xiàn)狀
我國(guó)少數(shù)幾家醫(yī)院應(yīng)用人工智能心電診斷系統(tǒng)，心電圖自動(dòng)化分析報(bào)告的技術(shù)水平較高，竇性心律、正常心電圖、心房與心室高電壓、低電壓、ST段抬高與壓低、急性心肌梗死、左右束支阻滯、心室預(yù)激波、房性早搏、室性早搏以及QT/QTc的預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率都在80%以上，已經(jīng)取代了大量的、重復(fù)性的、繁重的人工勞動(dòng)。
高水平的人工智能心電診斷系統(tǒng)尚未得到足夠的重視和廣泛推廣應(yīng)用。低端的人工智能心電診斷系統(tǒng)，由于心電圖測(cè)量不準(zhǔn)確，分析技術(shù)不成熟，自動(dòng)生成的心電圖報(bào)告錯(cuò)誤多得防不勝防，成為專(zhuān)家們不相信計(jì)算機(jī)自動(dòng)診斷的心電圖報(bào)告的主要原因，有很多醫(yī)院就關(guān)掉了心電圖管理系統(tǒng)上的人工智能診斷系統(tǒng)。
醫(yī)院大量的心電圖報(bào)告仍然靠人工分析診斷，耗時(shí)費(fèi)工，出具心電圖報(bào)告的醫(yī)師又少，而且心電圖判斷標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。這種落后的判讀心電圖的方式是制約我國(guó)心電事業(yè)發(fā)展的瓶頸因素之一。因此，不解決心電圖的自動(dòng)診斷系統(tǒng)就不可能建成心電強(qiáng)國(guó)。
方向
人工智能心電診斷是今后出具心電報(bào)告的方向，計(jì)算機(jī)判讀心電圖是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。當(dāng)務(wù)之急，我們必須創(chuàng)建中國(guó)急需的人工智能心電診斷系統(tǒng)應(yīng)用于臨床醫(yī)療、保健、教學(xué)和科研工作。
攻克人工智能心電診斷系統(tǒng)，需要有生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員、數(shù)學(xué)家和精通心電圖的醫(yī)師全方位的研究。關(guān)鍵技術(shù)是核心算法。人工智能心電診斷系統(tǒng)的核心技術(shù)由三大部分組成：①心電圖基本測(cè)量參數(shù)的精度；②心電圖圖像精確分析技術(shù)；③心律失常心電圖測(cè)量和定義系統(tǒng)。第一項(xiàng)是基礎(chǔ)，是為第二和第三項(xiàng)服務(wù)的。在人工智能心電診斷系統(tǒng)的工程上，我國(guó)已經(jīng)取得了可喜的進(jìn)步。
高端心電圖機(jī)是精準(zhǔn)分析心電圖必要的心電設(shè)備，我國(guó)的多家心電設(shè)備廠(chǎng)家生產(chǎn)的心電圖機(jī)的性能，都能達(dá)到高端心電圖機(jī)的技術(shù)水平，其性能具有以下特點(diǎn)。
4.1參數(shù)
國(guó)產(chǎn)心電圖機(jī)的參數(shù)設(shè)置適用于不同患者,可滿(mǎn)足不同的臨床需求。見(jiàn)表1。
4.2分析功能
①?lài)?guó)內(nèi)和美國(guó)的FDA認(rèn)證的測(cè)量診斷功能，年齡特異性分析;
②專(zhuān)用性別特異性分析軟件,提高女性的心肌梗死檢出率;
③年齡特異性分析,可用于新生兒患者;
④高級(jí)兒童心電分析模式;
⑤除常規(guī)PR，QT，QRS寬度測(cè)量參數(shù)外，包括PA，PPA，QA，QD，RA，RD，SA，SD，RPA，RPD， STJ，STM ，STE，TPA，TA等測(cè)量指標(biāo)。
4.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及通訊
①數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力：內(nèi)存及SD卡存儲(chǔ);
②通訊能力：LAN寬帶接口
4.4電源
①交流電源：110~220V;
②直流電源：充滿(mǎn)電后持續(xù)工作6h以上。
4.5環(huán)境指標(biāo)
①操作溫度：10~40.9C;
②運(yùn)輸存儲(chǔ)溫度：-40°C~70°C;
③操作濕度：15%~95% ;
④運(yùn)輸存儲(chǔ)濕度：20% ~95% RH。
展望
心電技術(shù)是醫(yī)學(xué)的基石。心臟超聲、CT檢查、磁共振檢查、PT-CT檢查以及疾病診斷、治療、評(píng)估和預(yù)后判斷等都離不開(kāi)心電技術(shù)。人工智能心電診斷系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，將有力地推動(dòng)心電學(xué)的快速發(fā)展,提升臨床醫(yī)學(xué)的疾病預(yù)防、預(yù)警、診斷、治療和預(yù)后方面的水平。