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「超人力」AI 兩秒內讀懂心電圖,揪出隱藏心臟病

帝國理工學院研發的 AI 以數百萬筆心電圖訓練,兩秒內偵測心臟衰竭與瓣膜疾病,在 6.7 萬人美國試驗中分別找出最高 81% 與 90% 的病例。

「超人力」AI 兩秒內讀懂心電圖,揪出隱藏心臟病

醫師團隊開發出一款能在兩秒內揪出心臟病的「超人力」(superhuman)AI 工具——比你讀完這句話還快。這項技術於本週末在慕尼黑舉行的歐洲心臟學會(ESC)年會上發表,能從例行心電圖(ECG)中提取超越人眼所能辨識的診斷資訊,讓高風險病患更快獲得救命治療。

這項突破由倫敦帝國理工學院(Imperial College London)研究團隊主導、英國心臟基金會(BHF)出資,鎖定兩種最常見的心臟病:心臟衰竭與心臟瓣膜疾病。這兩種疾病都是「早診斷、早治療」至關重要的典型,卻也經常在標準臨床流程中被漏接——因為有百年歷史的心電圖,從來就不是為了偵測它們而設計的。

這個工具到底做什麼

傳統心電圖記錄心臟的電氣活動——速率、節律,以及心肌梗塞或心律不整的典型波形。但它無法偵測心臟衰竭或瓣膜疾病;確診需要心臟超音波(echocardiogram),而病患往往得排隊等上數月。

這正是此 AI 填補的缺口。模型以數百萬筆例行心電圖訓練,學會了與心臟結構病變相關的細微波形特徵——用帝國理工研究員 Arunashis Sau 醫師形容整個研究計畫的話來說,那是「不是臨床醫師已經會做的事,而是再專業的心臟科醫師都做不到的事」。成果就是 BHF 臨床主任 Sonya Babu-Narayan 醫師口中「眨眼之間」的判讀:從心電圖到風險警示,不到兩秒。

數據背後的意義

在 BHF 資助、涵蓋 67,000 名美國病患的試驗中,這個工具辨識出:

  • 最高 81% 的心臟衰竭病患
  • 高達 90% 的心臟瓣膜疾病病患

這些數字之所以重要,在於規模。心電圖是醫學上最常見的檢查之一——全球每年執行約十億次。一個能重新判讀所有這些圖形、並標記隱藏疾病的模型,等於把一項便宜、無所不在、10 秒鐘就能做完的檢查,變成这两种需要稀缺影像排程才能確診疾病的第一線篩檢工具。

不是獨立診斷——而是快速通關

研究團隊對工具的定位非常謹慎。它無法單獨確診或排除心臟衰竭與瓣膜疾病;它提供的是「此人很可能患病」的強烈指示——強到足以讓病患跳出動輒數月的心臟超音波等候隊伍,接受緊急檢查。

「它不會找出每一位心臟病患,」Babu-Narayan 提醒,「但它可以是協助最可能有心臟異常的病患加速通關的解方。心臟疾病,愈早診斷、愈早治療,就能挽救並改善生命。」

帝國理工學院心臟科教授 Fu Siong Ng 則指向另一個可以說更具變革性的應用:機會性篩檢(opportunistic screening)。由於模型運行的對象——術前評估、胸痛檢查、例行健檢——本來就在做心電圖,它可以默默掃描整間醫院的所有心電圖,標記出從未被懷疑患有心臟衰竭或瓣膜疾病的病患。Ng 說:「這個 AI 模型可以跑在醫院所有的心電圖上,標記出這些疾病風險最高的人,讓他們更早獲得診斷。」

從實驗室到醫院:Cardiovolt.ai

這項技術離臨床比一般會議頭條更近。Ng 教授在帝國理工國家心臟與肺臟研究所(NHLI)的團隊,已成立衍生公司 Cardiovolt.ai 來將 AI 心電圖平台商業化,Ng 任首席醫療官、Sau 醫師任首席科學官。這家新創的初始臨床焦點,正是慕尼黑發表的數據所針對的:偵測那些原本會被忽略的心臟衰竭與瓣膜疾病。

主導帝國理工分析的 BHF 臨床研究員 Ahmed El-Medany 醫師形容這個工具是「超人力 AI」,並表示下一個挑戰是設計讓醫療人員在照護現場直接使用的手持式 AI 心電圖判讀器——這一步將把技術帶出醫院心臟科,走進診所與社區。

心臟科學的 AI 浪潮

本屆 ESC 年會(8 月 28 至 31 日於慕尼黑舉行,主題聚焦 AI)清楚顯示,這只是更大趨勢的一環。會中還發表了東京大學與科學技術研究所(Institute of Science Tokyo)的研究:AI 分析五秒鐘的臉部影片,就能快速偵測未確診的高血壓與第二型糖尿病。心臟科——一個被波形與影像資料淹沒的專科——正成為醫療 AI 落地最有效率的主戰場之一。

BHF 早前支持、基於同一批 160 萬筆心電圖資料庫的研究顯示,AI 從 10 秒心電圖正確辨識 77% 的心臟結構問題,人類心臟科醫師則為 64%。這次的新結果進一步推高了速度與疾病涵蓋範圍。

為什麼重要

心臟衰竭影響全球數千萬人,瓣膜疾病則在老化人口中愈來愈普遍。兩者若能在症狀轉重前被發現,管理成本更低、致死率也更低。一個能把全世界最常見的心臟檢查變成兩秒鐘篩檢閘道的工具,正是那種不需要任何新醫院硬體、就能改變群體健康成果的安靜而可部署的 AI。