开启人工智能心电分析系统新时代

2018-02-28卢喜烈

实用心电学杂志 2018年1期

卢喜烈

人工智能心电诊断系统开始于20世纪70年代，以美国为代表的心电制造厂商开始了早期的心电图自动化分析诊断系统的研制和应用，在他们生产的MAC系统的心电图机上，安装上了心电图自动化分析诊断系统，对描记的心电图进行精准的分析和测量，并做出快速的心电图分析诊断报告。1987年，我国开始引进美国先进的心电MUSE和MAC系列心电图机，开展数字化常规心电图检查技术。30年来的临床应用证明：人工智能心电分析系统已经成为心电分析报告过程中极其重要的一个环节，是精准出具心电图报告必不可少的、重要的辅助技术[1]。

1 人工智能心电诊断系统的定义

人工智能心电诊断系统，是指将人工编制的心电分析软件系统，植入心电网络管理系统或心电图机，进行心电图人工智能分析，再经过人工审查编辑，出具心电图报告，为临床医疗、保健、科研、教学和学科建设提供科学依据。

2 人工智能心电诊断系统的作用

① 计算机自动分析心电图速度快,高度智能化的心电分析系统提高了工作效率，节省了大量的人力、物力和财力。

② 心电图危急值报告需要人工智能心电报警系统。

③ 心电图自动分析系统，采用同一个标准判读心电图，避免了人为因素的差异。

④ 计算机分析测量心电图数据的精度为毫秒级水平，是人工测量精度的10倍。例如，正常PR间期上限≤210 ms，PR间期≥211 ms为一度房室阻滞；完全性左、右束支阻滞的QRS时限≥120 ms，而不完全性左、右束支阻滞的QRS时限≤119 ms等心电图诊断标准，仅有1 ms之差，这些精准的心电图测量，都是计算机自动分析完成的。

⑤ 精准的心电数据，应是来源于计算机自动生成的心电数据，是心电大数据的核心技术。高质量医学科研论文，源于精准的心电图数据库。没有精准的心电分析测量数据，获得的结果将失去可靠性。

⑥ 心电图诊断标准的制定，需要精准的心电分析数据。

⑦ 临床药理试验，所采用的心电图数据,就是心电图人工智能诊断系统提供的。

⑧ 将心电图以数字的格式存储在心电管理系统的服务器上或云端，方便了临床会诊、教学查房、医学科研、健康保健和学科建设工作。

⑨ 人工智能心电分析系统是数字化医院不可缺少的组成部分。

⑩ 人工智能心电分析系统是健康大数据的重要组成部分。

3 人工智能心电诊断系统的现状

我国少数几家医院应用人工智能心电诊断系统，心电图自动化分析报告的技术水平较高，窦性心律、正常心电图、心房与心室高电压、低电压、ST段抬高与压低、急性心肌梗死、左右束支阻滞、心室预激波、房性早搏、室性早搏以及QT/QTc的预报的准确率都在80%以上，已经取代了大量的、重复性的、繁重的人工劳动[2]。

高水平的人工智能心电诊断系统尚未得到足够的重视和广泛推广应用。低端的人工智能心电诊断系统，由于心电图测量不准确，分析技术不成熟，自动生成的心电图报告错误多得防不胜防，成为专家们不相信计算机自动诊断的心电图报告的主要原因，有很多医院就关掉了心电图管理系统上的人工智能诊断系统。医院大量的心电图报告仍然靠人工分析诊断，耗时费工，出具心电图报告的医师又少，而且心电图判断标准也不一样。这种落后的判读心电图的方式是制约我国心电事业发展的瓶颈因素之一。因此,不解决心电图的自动诊断系统就不可能建成心电强国[3]。

4 方向

人工智能心电诊断是今后出具心电报告的方向，计算机判读心电图是科学技术发展的需要。当务之急，我们必须创建中国急需的人工智能心电诊断系统应用于临床医疗、保健、教学和科研工作。

攻克人工智能心电诊断系统，需要有生物医学工程技术人员、数学家和精通心电图的医师全方位的研究。关键技术是核心算法。人工智能心电诊断系统的核心技术由三大部分组成：① 心电图基本测量参数的精度；② 心电图图像精确分析技术；③ 心律失常心电图测量和定义系统。第一项是基础，是为第二和第三项服务的。在人工智能心电诊断系统的工程上，我国已经取得了可喜的进步。

高端心电图机是精准分析心电图必要的心电设备，我国的多家心电设备厂家生产的心电图机的性能，都能达到高端心电图机的技术水平，其性能具有以下特点。