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人工智能结合电子病历数据,或将改变房颤筛查模式,让有限筛查资源优先覆盖真正高风险人群。
整理:易艾蓝
心房颤动(房颤,AF)是临床最常见的持续性心律失常之一,也是缺血性卒中的重要危险因素。然而,由于部分患者长期无明显症状,传统“年龄筛查”或基于危险评分的筛查方式,仍可能遗漏部分隐匿性房颤患者。
近期,Circulation杂志在线发表了一项多中心研究[1]。针对传统房颤筛查难以兼顾筛查效率与医疗资源利用的问题,研究团队开发并验证了一种基于电子健康记录(EHR)的人工智能预测模型——未来创新性房颤检测模型2.0(FIND-AF 2.0),其通过分析患者日常临床信息,能够提前预测未来6个月内发生房颤的风险(图1)。
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图1 研究文献截图
研究显示,FIND-AF 2.0在来自英国、日本、以色列、加拿大和中国约1300万例电子健康记录中已完成验证,且在前瞻性临床研究中证实,模型筛选出的高风险人群房颤检出率达到4.5%,是低风险人群的8倍以上。那么,这个模型究竟是如何做到精准预测的?与传统筛查方法相比,又有哪些优势?
12项常规临床指标,AI找到“隐藏的房颤风险”
此前,临床对房颤风险的识别主要依赖年龄、CHA₂DS₂-VASc评分和C2HEST评分等工具。其中,CHA₂DS₂-VASc评分主要用于评估已确诊房颤患者发生卒中的风险,而C2HEST评分则用于预测未来新发房颤风险。但传统评分体系通常基于有限的临床因素进行简单加权,可能无法充分整合患者多维度健康信息,在早期识别潜在房颤高风险人群方面仍存在局限。
为提高房颤早期预测能力,研究团队利用随机森林机器学习算法建立FIND-AF 2.0模型。该模型仅使用临床电子病历中常规可获得的12项指标,包括年龄、性别、糖尿病、心力衰竭、高血压、卒中或短暂性脑缺血发作史、缺血性心脏病、慢性阻塞性肺疾病、瓣膜性心脏病、慢性肾病、类风湿关节炎以及甲状腺功能亢进。
随后,研究团队将其预测未来6个月新发房颤的能力与传统风险评分工具CHA₂DS₂-VASc和C2HEST评分进行头对头比较。结果显示,FIND-AF 2.0在多个研究队列中均表现出更优的预测性能,相比传统评分模型具有更高的区分能力,并且仅依赖更少、更易获取的临床信息即可完成风险评估,进一步提升了模型在真实医疗环境中的应用价值(图2)。
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图2 FIND-AF 2.0、CHA₂DS₂-VASc和C2HEST房颤风险评分预测未来6个月新发房颤的表现比较
A:不同模型在各研究队列中预测未来6个月新发房颤的受试者工作特征曲线(ROC)比较。
B:FIND-AF 2.0模型相比CHA₂DS₂-VASc和C2HEST评分的曲线下面积(AUROC)提升情况,误差线表示95%置信区间。
进一步分析表明,在英国验证队列中,FIND-AF 2.0预测未来6个月房颤的准确性达到受试者工作特征AUROC0.819(AUROC越接近1,说明模型越能准确区分“未来会发生房颤的人”和“不会发生房颤的人”;越接近0.5,说明模型接近随机猜测。);在日本、以色列、加拿大和中国队列中,AUROC分别达到0.751、0.835、0.747和0.753,均达到良好预测水平(图3)。
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图3 FIND-AF 2.0、CHA₂DS₂-VASc和C2HEST评分预测未来6个月新发房颤的性能比较
值得注意的是,FIND-AF 2.0在所有国家队列的男性和女性亚组中均保持AUROC≥0.70,提示该模型具有较好的跨人群适用性。
高风险患者房颤检出率4.5%,是低风险组的8倍以上
为了验证模型能否真正指导临床筛查,研究纳入1923例年龄≥30岁、无既往房颤诊断的患者,所有患者均具有较高卒中风险(男性CHA₂DS₂-VASc评分≥2分,女性≥3分)。根据FIND-AF 2.0结果,将患者分为高风险组和低风险组:
高风险标准:FIND-AF 2.0评分≥0.0053;
评分低于该阈值,则归入低风险组。
分组后,所有患者均接受便携式单导联心电监测,每天记录4次心电图(早晨、中午、下午、晚上),连续监测3周。研究以监测期间是否发现新发房颤(至少一次心律完全不规则、无明显P波,并持续≥30秒)作为主要评价指标。
结果显示(图4):
低风险组902例患者中,仅发现房颤5例(0.6%);
高风险组1021例患者中,发现房颤46例(4.5%);
高风险组房颤检出概率是低风险组的8.46倍(比值比,OR=8.46,P<0.001)。
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图4 不同FIND-AF 2.0风险分层患者在间歇性心电监测期间房颤累计发生情况。
进一步分析发现,在FIND-AF 2.0设定的风险阈值下,该模型表现出了较好的筛查能力:
敏感性达到90.2%,意味着在实际发生房颤的患者中,约9成能够被模型提前识别出来,漏诊风险较低;
阳性预测值(PPV)为4.5%,表示被模型判定为高风险的人群中,约每100人有4~5人在后续监测中确诊房颤。由于房颤本身属于低发生率事件,这一结果符合大规模人群筛查特点;
阴性预测值(NPV)达到99.4%,说明被模型判断为低风险的人群中,约99%以上的人在短期内不会发现房颤,具有较强的排除能力。
发现房颤后并非“筛出来就结束”,治疗决策更关键
房颤筛查的最终目标,并不仅是发现心律异常,而是通过早诊断、早干预降低卒中风险。研究显示,在筛查发现的51例房颤患者中,49例(96.1%)接受了口服抗凝治疗。此外,在芬兰抗凝房颤数据库(FinACAF)中,研究进一步观察高FIND-AF 2.0风险患者的临床结局。
结果发现:未接受抗凝治疗的房颤患者中,高FIND-AF 2.0风险患者缺血性卒中发生率为6.0次/100患者年,低风险患者为1.7次/100患者年。这提示,FIND-AF 2.0不仅能够帮助寻找“可能发生房颤”的患者,也可能帮助识别未来更需要关注卒中预防的人群。
结语
目前,房颤筛查面临一个关键挑战:筛查范围过大,容易增加医疗资源消耗和患者负担;筛查范围过窄,又可能遗漏隐匿性房颤患者。
FIND-AF 2.0提供了一种新的解决思路。该模型通过整合年龄、基础疾病等12项常规临床信息,利用电子健康记录数据提前识别未来6个月房颤风险较高的人群,而不是单纯依靠年龄或单一评分决定筛查对象。对于临床而言,人工智能并非替代医生决策,而是帮助医生更精准地分配筛查资源,优先发现需要进一步心电监测和卒中预防管理的患者。未来,随着电子病历与人工智能技术融合,房颤管理可能从“发现疾病”逐步转向“预测风险、提前干预”。当然,该策略是否能够进一步降低卒中发生率、改善患者长期预后,仍需更多随机对照研究验证。
参考文献:
[1].Nadarajah R, Wu J, Wahab A, et al. Risk-Guided Screening for Atrial Fibrillation Using Electronic Health Records. Circulation. 2026;154. DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.126.079391.
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责任编辑:银子
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