文｜腦極體
數(shù)據(jù)統(tǒng)計，80%以上的猝死都屬于“心源性猝死”，也就是因?yàn)樾呐K原因如心力衰竭或心律失常等引起。中國心源性猝死的發(fā)生率41.84例/ 10萬人，每年心源性猝死的總?cè)藬?shù)高達(dá) 54.4萬，中國也是全世界發(fā)生心源性猝死人數(shù)最多的國家。
每年幾乎一個縣的人數(shù)因?yàn)樾脑葱约膊♀?，這么龐大的數(shù)量，亟需醫(yī)療系統(tǒng)開發(fā)個性化的心率猝死風(fēng)險的評估工具，以挽救生命，并減輕巨大的公共衛(wèi)生負(fù)擔(dān)。近日，約翰霍普金斯大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，開發(fā)了一種基于AI的預(yù)測工具，可以預(yù)測患者是否以及何時可能死于心臟驟停。
需求與效率交接
常規(guī)的AI技術(shù)應(yīng)用，在心血管篩查、診療、AI醫(yī)學(xué)影像上緊密聯(lián)系，AI在這其中有巨大發(fā)揮的空間。
如果去醫(yī)院看病的話，你會發(fā)現(xiàn)心血管科室絕對是最忙碌的科室之一。在全民高壓高節(jié)奏的生活方式下，越來越多的人有各種心臟方面的不適。
根據(jù)美國心臟協(xié)會的研究，25%左右的冠心病患者平常與健康人無異，一旦發(fā)病，在黃金的搶救時間內(nèi)來不及的話，首次發(fā)病直接猝死的概率非常大，他們甚至連發(fā)現(xiàn)和治療的機(jī)會都沒有。被媒體報道出的猝死只是少數(shù)，更多的猝死正在發(fā)生。
大量普通人主動的體檢篩查和患者更好的治療需求，使得心血管醫(yī)學(xué)影像識別的重要性急劇提升，AI新技術(shù)的引入尤為重要。
用AI看片子，將心血管影像識別的步驟時間壓縮，效率會極大地提升。傳統(tǒng)的醫(yī)療體系方式中心血管影像的診斷，分為圖像掃描、圖像后處理、撰寫報告、報告審核四個步驟，單個病例在影像環(huán)節(jié)需要花費(fèi)最低半個小時。國內(nèi)AI醫(yī)療公司開發(fā)的心血管AI影像識別產(chǎn)品，將時間縮短在5分鐘左右，比傳統(tǒng)的識別效率提升了6倍以上。
不同的醫(yī)生在影像識別的能力不同，在“充實(shí)”的門診活動中，過勞也是經(jīng)驗(yàn)豐富醫(yī)生的日常，疲勞造成的準(zhǔn)確率波動，對AI影像來說不存在，越多的數(shù)據(jù)也就意味著更加準(zhǔn)確的診療。AI勞模并不會疲憊，隨著合作醫(yī)院的增多，數(shù)據(jù)不斷豐富、算法不斷優(yōu)化，心血管AI影像識別系統(tǒng)在持續(xù)地學(xué)習(xí)中，準(zhǔn)確率也在不斷提升。
我們會發(fā)現(xiàn)，市面上AI在心血管中的診療工具集中在影像功能上，換句話說，AI目前能夠做到的診療也僅限于有意識體檢的人群和心血管病患。這些有心源性病理顯示的病患，比普通人更高概率觸發(fā)猝死，但這種情形什么時候發(fā)生是懸在頭頂?shù)奈粗獢?shù)。
預(yù)測微妙的風(fēng)險關(guān)頭
對于人們來說，心源性猝死最大的威脅就是發(fā)病時間無法預(yù)料。而約翰霍普金斯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)可以利用開發(fā)的AI新技術(shù)，改變臨床決策并提高突發(fā)性和致命性心律失常的存活率。最新的相關(guān)研究發(fā)表在近日的《自然心血管研究》上。
雖然心源性的心臟病都有觸發(fā)猝死的可能，但有些患者的風(fēng)險比較低，可能不需要使用體外除顫器（AED），而有些高風(fēng)險患者如果沒有及時治療，可能會錯過他們黃金的挽救時期死亡。而這個AI算法可以做的是，確定誰有心臟猝死的風(fēng)險，以及何時發(fā)生，進(jìn)而讓醫(yī)生準(zhǔn)確地決定需要做什么。
研究人員為這種基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的工具起了個名字，稱其為心律失常風(fēng)險生存研究。據(jù)悉，這也是首個使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為每位心臟病患者建立個性化生存評估的工具，它能夠測量10 年內(nèi)心源性猝死的概率，以及最有可能發(fā)生的時間。
研究團(tuán)隊(duì)首先使用對比度增強(qiáng)的心臟磁共振圖像，來可視化約翰霍普金斯醫(yī)院 156 名心臟磁心肌病真實(shí)患者的瘢痕分布，訓(xùn)練了一種檢測瘢痕的模式和關(guān)系的算法。同時還使用了臨床患者十年的數(shù)據(jù)訓(xùn)練了第二個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，患者數(shù)據(jù)包括年齡、體重、種族和處方藥使用等 22 個因素。
然后使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接從 CMR 圖像和臨床因素中學(xué)習(xí)這些參數(shù)，從而對生存數(shù)據(jù)進(jìn)行最佳建模，預(yù)測個性化的生存概率，得到患者的個體特異生存曲線。
在實(shí)際的預(yù)測驗(yàn)證中，這個AI工具的準(zhǔn)確率的表現(xiàn)也十分優(yōu)異。來自美國 60 個醫(yī)療中心的獨(dú)立患者的測試結(jié)果表明，算法的預(yù)測比醫(yī)生準(zhǔn)確很多。這個結(jié)果也意味著該系統(tǒng)未來可以被廣泛普及應(yīng)用。
在歐美人群中，心源性猝死的概率和中國差不太多，每 100,000 人中的發(fā)病率為 50-100 人，占所有死亡人數(shù)的 15-20%。高達(dá)20%的占比是一個不能忽視的重大隱患。而能夠預(yù)測心源性猝死的概率與可能發(fā)作的時間的AI工具，對于病患以及健康診療的公共衛(wèi)生來說意義重大。
懸在病患頭上的未知有了可以參考的風(fēng)險概率，對于病患和醫(yī)生來說，極大提高了病患存活的概率。這個AI工具目前正在進(jìn)行更多的測試和審核，以備未來更快進(jìn)入臨床的應(yīng)用。
從重視征兆開始
這類較為準(zhǔn)確預(yù)測心血管疾病的AI工具，國內(nèi)目前沒有相關(guān)的研究披露。在心血管醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，國內(nèi)AI的介入主要還是影像識別、手術(shù)規(guī)劃、疾病的管理等領(lǐng)域。AI心血管影像識別的應(yīng)用發(fā)展較為緩慢，目前剛剛進(jìn)入了臨床試用的階段。
相較于肺部影像來說，心血管醫(yī)學(xué)影像識別的技術(shù)更加困難，并沒有其他AI影像扎堆研發(fā)的熱潮，高門檻的技術(shù)難點(diǎn)也讓不少企業(yè)望而卻步。其他的影像掃描圖像基本是相對靜止的狀態(tài)，圖像更容易合成與分析，而不斷跳動的心臟，以及冠脈極端復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，圖像的合成和三維重建十分困難。再加上心臟病癥的種類豐富，包括冠心病、主動脈夾層、動脈炎等，都給AI的診斷與預(yù)測提出了巨大的難題。AI在心血管領(lǐng)域開疆?dāng)U土的發(fā)展還有很大的生長空間和商業(yè)價值。
AI心血管醫(yī)學(xué)領(lǐng)域市場需求龐大、技術(shù)價值明顯。這個難跨越道路的走通，對于其他醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究來說，也會蘊(yùn)含巨大的價值。最難的研究做通了，相對簡單的領(lǐng)域一些工具和模型的適配與研究也會更加容易突破。
面對猝死，除了依賴AI技術(shù)，積極地體檢外，我們還能夠做些什么？
學(xué)習(xí)下心源性猝死的征兆也是個求生的技能。最明顯的征兆是不明原因的暈厥，這是身體發(fā)出的警告，請一定要重視；第二個是我們大多數(shù)比較熟悉的胸悶、心悸、呼吸困難、心痛等，嚴(yán)重的還有虛汗淋漓、面色灰白、煩躁不安等，這都是十分明顯并且不容忽略的征兆，可能會觸發(fā)心肌梗死；第三個是莫名的疲勞，是那種反常且不能恢復(fù)原本精力的疲勞，胸悶氣短，干什么都累。
這些征兆的發(fā)生，請一定不要忽視，先快步走進(jìn)醫(yī)院再說。再緊急的工作，沒有心臟的呼聲緊急，再大的單子，也比不上自己的生命珍貴。所有先進(jìn)的AI技術(shù)都是有診治的先決條件，文中可以預(yù)測心梗猝死概率的AI系統(tǒng)，前提是你得活著確診是心源性疾病，才能有機(jī)會應(yīng)用。
在疫情反復(fù)的當(dāng)下，亂七八糟的低壓情緒交織，許多人都有必須要面對的課題，低壓的情緒與高壓的生存壓力碰撞，崩塌不知道在哪個瞬間。身體有時候比大腦要警覺得多，在發(fā)出各種信號的時候，請豎起天線積極接收信號。在前沿AI技術(shù)介入診療前，活著才是一切美好和機(jī)遇發(fā)生的前提。