人工智能心电图诊断快速自动识别低钾血症

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dancingbug
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
背景:低钾血症是常见的电解质紊乱,对心衰等特殊人群构成一定的威胁,快速识别低钾血症具有现实意义。生化检测是诊断的金标准,但需一定的硬件要求,结果回报常需半小时以上。心电图易获取,低钾血症有一些非特异性心电图表现,但人工分析心电图识别低钾血症的准确率低。目的:应用人工智能识别心电图,快速自动识别低钾血症。方法:选取2017年9月至2019年5月在南昌大学第二附属医院所记录到的血清钾值和静息卧位标准十二导联心电图(5秒同步6导记录心电图),其中心房颤动(Atrial fibrillation,AF)、完全性左束支传导阻滞(Complete left bundle branch block,CLBBB)、完全性右束支传导阻滞(Complete right bundle branch block,CRBBB)和起搏心电图等统称为混杂因素心电图。排除死亡心电图和在采集心电图与血清钾标本期间予以了补钾或利尿治疗的血液标本。根据患者姓名、住院号及采集心电图与血清钾标本的时间差为±3h(如心电图对应的血清钾值的数量>1,则取时间相隔最近者)的原则进行匹配[1],获得有效的心电图-血钾对数据集。在排除混杂因素心电图前,将数据集通过患者随机分组,其中80%的心电图作为训练数据集,采集心电图的12个导联训练获得深度学习模型(Deep learning model,DLM),20%的心电图作为验证数据集,用以交叉验证,评估该模型(算法)通过识别心电图信号筛选低钾血症的性能。在排除混杂因素心电图后,依照上述方法获取训练集和验证集,分别采集心电图的12个导联和2个导联(ⅠⅡ)建立模型并验证其效能。将验证集中的排除混杂因素心电图进行诊断归类,统计人工分析心电图诊断低钾血症的效果。结果:(1)本研究共应用了12,450份心电图,在未排除混杂因素心电图12导联模型、排除混杂因素心电图12导联模型和排除混杂因素心电图2导联(I、II)模型的验证集中低钾发病率分别为37.0%、47.0%及47.0%。未排除混杂因素心电图12导联模型在其验证集中筛选低钾血症的AUC为0.771(95%CI,0.754-0.787),取临界值为0.4212时,敏感性为70.0%,特异性为69.1%,阳性预测值为57.3%,阴性预测值为79.6%,准确率为69.4%。(2)排除混杂因素心电图12导联模型在其验证集中筛选低钾血症的AUC为0.796(95%CI,0.766-0.815),取临界值为0.536时,敏感性为71.4%,特异性为77.1%,阳性预测值为73.5%,阴性预测值为75.1%,准确率为74.4%。(3)排除混杂因素心电图2导联(I、II)模型在其验证集中筛选低钾血症的AUC为0.643(0.618-0.668),取临界值为0.967时,敏感性为70.9%,特异性为51%。阴性预测值为66.2%,阳性预测值为56.3%,准确率为60.3%。(4)验证集中排除混杂因素的心电图(n=1748),生化验证低钾者824例,但这些真性低钾血症心电图中,人工分析仅有180份(21.9%)被诊断为低钾血症,其中诊断U波明显者26份(3.1%),而人工诊断低钾血症的心电图相对应的生化检测确定为非低钾血症者共116份,人工分析心电图识别低钾的敏感性为21.9%,阳性预测值为60.8%。结论:(1)AI识别心电图可快速无创且有效地筛选低钾血症;(2)CLBBB、CRBBB及起搏等混杂因素心电图可能会降低AI筛选低钾血症的性能;(3)与采集12导联心电图信号的模型相比,采集2个导联(I、II)心电图信号的深度学习模型筛选低钾血症的效能相对较低。
其他文献
我国中压配电网多运行于小电流接地方式,单相接地故障是发生率最高的故障,实现单相接地故障准确选线对电网安全运行具有重要意义。本文通过对故障信号时频域相关特征的研究提
通过分析企业私人知识和社会知识的关系,在罗默知识驱动生产模型的基本方程中,通过引入管理性知识,重新求解知识生产模型方程组。结果表明,企业内部的管理性知识可以提高企业
首饰包装纸盒因其可回收利用,在首饰包装盒中应用很广。为了提高首饰包装纸盒生产的自动化程度,设计了首饰包装纸盒自动过胶输送机的结构、电气部分以及控制程序,经过安装调
初中时期学生的身体处于发育阶段,心智和价值观等都在这一阶段定性,在初中开设由道德心理、法律和国情国策三大版块组成的《道德与法治》课程,是对学生系统进行各项正确观念
有载分接开关是变压器的重要组成部分,有载分接开关性能的好坏,直接影响到变压器的健康状态。变压器有载分接开关油渗漏导致变压器本体油中乙炔含量增长、超过注意值的现象时
【目的】分析近3年于我院就诊并通过头颅磁共振成像技术(MRI)检查诊断的青年颅内海绵状血管瘤(ICA)病例,归纳总结青年ICA的发病特点,并对并发颅内出血的病例进行相关因素分析