循心電蹤跡,，探心臟奧秘,！

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作 者：盧喜烈

作者單位：解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心心臟無創(chuàng)檢測(cè)中心,，汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院臨床心電學(xué)研究所

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引用格式：

盧喜烈. 一流心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)的創(chuàng)建及發(fā)展前景[J]. 實(shí)用心電學(xué)雜志, 2020, 29(1): 1-4.     

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摘 要

心電大數(shù)據(jù)是醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的重要組成部分，建設(shè)具有一流水平的心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)有利于各類心電數(shù)據(jù)的整合分析與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),，實(shí)現(xiàn)心電資源的遠(yuǎn)程共享,，對(duì)臨床醫(yī)療、醫(yī)學(xué)科研和教學(xué)具有非常重要的價(jià)值,。本文從心電大數(shù)據(jù)的基本概念出發(fā),，闡述了心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的重要價(jià)值及臨床意義，強(qiáng)調(diào)心電大數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)與臨床醫(yī)學(xué)信息緊密結(jié)合,，實(shí)現(xiàn)對(duì)患者的快速和精確診斷,。同時(shí)提出要提高心電人工智能診斷水平，并在綜述了國內(nèi)外心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,，提出了我國建設(shè)心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)面臨的困難和解決辦法,，最后對(duì)心電大數(shù)據(jù)的發(fā)展方向予以展望。

關(guān)鍵詞

心電大數(shù)據(jù)平臺(tái),  人工智能,  信息共享,  精準(zhǔn)醫(yī)療          

1 心電大數(shù)據(jù)的基本概念

心電大數(shù)據(jù)是醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的重要組成部分,，是以多元形式對(duì)海量的心電數(shù)據(jù)組進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理,，并運(yùn)用云計(jì)算從龐大的心電數(shù)據(jù)庫中提取有用的心電數(shù)據(jù)。

心電大數(shù)據(jù)具有以下4個(gè)顯著特點(diǎn)：

創(chuàng)建具有一流水平的心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)需要把全國各醫(yī)療單位的心電資源，如心電圖,、動(dòng)態(tài)心電圖,、運(yùn)動(dòng)心電圖、遠(yuǎn)程心電圖等,，傳輸?shù)竭h(yuǎn)程心電醫(yī)學(xué)平臺(tái),，并融合臨床信息，進(jìn)行心電人工智能診斷,、大數(shù)據(jù)查詢,、科學(xué)研究、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理等,，從而從海量數(shù)據(jù)中“提純”出高價(jià)值的心電信息資源,。

2 心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的重要價(jià)值及臨床意義

研究表明，國內(nèi)外發(fā)表的急性ST段抬高型心肌梗死(STEMI)及急性非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)診斷和治療指南等中的許多重要觀點(diǎn)來源于醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)[1],?？梢娦碾姶髷?shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來。目前,，中國各大醫(yī)院和醫(yī)學(xué)中心的心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)心電數(shù)據(jù)迅速增長(zhǎng),，許多大型醫(yī)院的心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)已經(jīng)突破百萬份。有的遠(yuǎn)程心電醫(yī)學(xué)平臺(tái)每天上傳的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)心電數(shù)據(jù)量已經(jīng)達(dá)到了2000余例,。全國存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)早已經(jīng)突破數(shù)十億例,，心電信息浩瀚如海。心電大數(shù)據(jù)已經(jīng)在臨床醫(yī)療,、科研和教學(xué)中展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì),。

過去由于醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的收集與處理十分困難，因此只能依靠抽樣研究來發(fā)現(xiàn)新問題,。由于不同樣本之間存在差距,，故常常出現(xiàn)研究結(jié)論不一致、甚至得出截然相反的結(jié)論等問題,。

心電大數(shù)據(jù)作為醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的重要組成部分,，在全面研究真實(shí)心電疾病以及其他疾病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律,，促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療,，提升醫(yī)療價(jià)值等方面具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

3 心電大數(shù)據(jù)與臨床醫(yī)學(xué)信息的融合

        心電大數(shù)據(jù)絕不是孤立存在的,，它是與臨床醫(yī)學(xué)信息完全融合在一起的,。對(duì)于心電大數(shù)據(jù)中存儲(chǔ)的每一個(gè)數(shù)據(jù)，都要做到精細(xì)化設(shè)計(jì)與管理,，并且要將心電大數(shù)據(jù)與醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)融為一體,。特別是要融合生化、放射,、超聲,、CT、冠脈CTA以及心臟電生理檢查,、冠脈造影,、心臟磁共振、核醫(yī)學(xué)信息等臨床數(shù)據(jù),，用完整的臨床信息提升心電大數(shù)據(jù)的質(zhì)量,。

        在醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中，心電圖報(bào)告不再是就圖論圖或描述性的心電圖報(bào)告,，而是密切結(jié)合醫(yī)學(xué)全信息的更加精準(zhǔn)又充分體現(xiàn)個(gè)體化差異的臨床心電圖報(bào)告,。這里，我們舉例說明心電大數(shù)據(jù)與臨床醫(yī)學(xué)檢查結(jié)合對(duì)快速診斷心臟疾病的重要性,。

        例如,，某患者由于胸痛3～10 min入院檢查，心電圖上出現(xiàn)前壁ST段顯著抬高,，有動(dòng)態(tài)改變,，能定位診斷，T波增大,，心電圖危急值報(bào)告提示急性前壁心肌缺血損傷,；同一例患者胸痛持續(xù)30 min以上不緩解，出現(xiàn)同樣的心電圖改變或新生的Q波,，心肌酶異常升高,，心臟超聲檢查提示階段性室壁運(yùn)動(dòng)障礙，患者溶栓后癥狀減輕或消失,，ST段回落大于50%,。心電圖報(bào)告提示阻塞的冠脈再通，心電圖危急值報(bào)告提示急性前壁心肌梗死,。該患者的心電圖T波從發(fā)生直立轉(zhuǎn)為正負(fù)雙向或倒置,，心電圖報(bào)告提示急性前壁心肌梗死演變期(恢復(fù)期或充分發(fā)展期)。冠脈造影顯示前降支中段病變,，狹窄程度95%,，對(duì)前降支進(jìn)行擴(kuò)張術(shù)后，植入支架,。經(jīng)過綜合治療,，病情穩(wěn)定出院,。6個(gè)月后復(fù)查心電圖，人工智能系統(tǒng)將復(fù)查心電圖與往日存儲(chǔ)的心電圖進(jìn)行快速自動(dòng)比對(duì),，直接得出報(bào)告：竇性心律,、陳舊性前壁心肌梗死。與前期心電圖比較,，無明顯變化,。心電圖報(bào)告提示陳舊性前壁心肌梗死。1年后,，患者因活動(dòng)時(shí)出現(xiàn)胸痛,、胸悶再次入院。動(dòng)態(tài)心電圖監(jiān)測(cè)到前壁及前側(cè)壁心肌缺血,，平板運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)報(bào)告顯示前壁與前側(cè)壁陽性,，提示冠脈再狹窄或有新的冠脈病變。再如,，Brugada波患者1例,，既往有暈厥病史或家族中有猝死的人員，自動(dòng)匹配上電子病歷中的相關(guān)信息后,，臨床心電圖報(bào)告提示為Brugada綜合征,。上述2個(gè)病例均為臨床檢查與存儲(chǔ)的心電數(shù)據(jù)快速匹配來獲得診斷結(jié)果的例子。

4 心電人工智能診斷水平的提高

        心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)是建立在心電人工智能診斷基礎(chǔ)之上的,，如果存儲(chǔ)的心電信息精準(zhǔn)度達(dá)不到醫(yī)療級(jí)水平的要求,，心電大數(shù)據(jù)庫即使建立起來了，也是一個(gè)廢庫,。另一方面,，建設(shè)一流的心電大數(shù)據(jù)庫，攻克心電圖自動(dòng)診斷難關(guān),，人才是關(guān)鍵,。這不僅需要上級(jí)的支持和引導(dǎo)，還需要心電廠商的通力合作,、醫(yī)院的支持和大學(xué)的科研平臺(tái)支撐,，當(dāng)然也離不開建設(shè)一流的心電數(shù)學(xué)算法團(tuán)隊(duì)和心電專家團(tuán)隊(duì)，同時(shí)還需要神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的程序員團(tuán)隊(duì)和統(tǒng)計(jì)學(xué)專家團(tuán)隊(duì),。在做好頂層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,，通過全方位的研究，不斷提升心電人工智能水平,，建設(shè)強(qiáng)大的心電算法數(shù)據(jù)庫,，為心電大數(shù)據(jù)服務(wù)。

        計(jì)算機(jī)判讀心電圖40多年來的實(shí)踐證明,，計(jì)算機(jī)協(xié)助出具心電圖報(bào)告速度快,，可節(jié)省大量的人力和物力,，且心電圖測(cè)量精度高，采用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)診斷心電圖可有效避免人為因素的影響,。采用數(shù)字化技術(shù)將心電信息存儲(chǔ)在服務(wù)器上,，通過網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)查詢心電信息,，隨時(shí)為臨床診斷和治療疾病提供依據(jù),。另外，高質(zhì)量的醫(yī)學(xué)科研論文的心電圖數(shù)據(jù)來源于計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的心電圖數(shù)據(jù),。因此,，如果沒有人工智能診斷系統(tǒng)，將直接影響整個(gè)醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的質(zhì)量,。

        精準(zhǔn)醫(yī)療是建立在精確的臨床診斷學(xué)基礎(chǔ)之上的,。臨床上對(duì)心電圖診斷的精度要求要高于其他醫(yī)學(xué)檢查技術(shù)，要求診斷誤差不超過1 ms,。因此,，精準(zhǔn)醫(yī)療更需要精準(zhǔn)的心電學(xué)技術(shù)支撐，而更加精準(zhǔn)的心電學(xué)技術(shù),，來自精準(zhǔn)的心電算法,。因此，廣泛開展遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)及心電圖危急值報(bào)告更需要人工智能診斷技術(shù),。

5 國內(nèi)外心電大數(shù)據(jù)庫建設(shè)的現(xiàn)狀

     心電圖應(yīng)用于臨床已有117年的歷史,，歐美國家所建立的用于心電圖自動(dòng)化診斷的數(shù)據(jù)庫由于建庫時(shí)間較早，采集的信息不完整,。國內(nèi)方面,，雖然各大型醫(yī)院都在建設(shè)心電大數(shù)據(jù)庫，且存儲(chǔ)了數(shù)以億萬的心電數(shù)據(jù),，但是不能實(shí)現(xiàn)資源的互聯(lián)互通,，也沒有與臨床信息完全融合，因此都是一個(gè)個(gè)沒有關(guān)聯(lián)的心電信息孤島,。

     另一方面,，硬件的存儲(chǔ)量對(duì)心電信息的存儲(chǔ)影響也很大。比如,，動(dòng)態(tài)心電圖信息量大,，硬盤存滿以后，有的使用者將舊數(shù)據(jù)刪除后繼續(xù)使用原來的硬盤,，而有的則取下舊盤,，換上新盤，這也導(dǎo)致動(dòng)態(tài)心電信息記錄不完整,。為了存儲(chǔ)海量心電信息,，心電圖和動(dòng)態(tài)心電圖的原始數(shù)據(jù),、平板運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)等都應(yīng)存儲(chǔ)在醫(yī)學(xué)信息中心的數(shù)據(jù)庫中，以確保信息的完整性,。

6 建設(shè)中國心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)面臨的困難

        建設(shè)一流水平的心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)面臨不少困難,。行政部門還沒有完成各醫(yī)院和各醫(yī)療中心醫(yī)學(xué)信息互通共享的任務(wù)，醫(yī)院之間的心電數(shù)據(jù)都是心電信息孤島,。另一方面,，廠家提供的心電設(shè)備的性能、心電采集的參數(shù)和輸入/輸出格式等都不統(tǒng)一,。同時(shí),，還存在“已經(jīng)存儲(chǔ)的心電數(shù)據(jù)”不能與健康大數(shù)據(jù)融合、心電標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化還沒有完全實(shí)現(xiàn),、缺少高級(jí)心電醫(yī)師和工匠型心電技師等諸多問題,。

7 建設(shè)中國心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)的措施和未來規(guī)劃    

        建設(shè)完善的心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)不是幾家醫(yī)院的事情，它是一個(gè)需要由政府主導(dǎo),，各醫(yī)療單位參加,，并結(jié)合專家指導(dǎo)、心電廠家參與建設(shè)的巨大心電學(xué)工程,。將上述相關(guān)部門組織起來,，做好頂層設(shè)計(jì)，全力以赴,，以戰(zhàn)斗的姿態(tài),、科學(xué)的施工方案和頑強(qiáng)的拼搏精神來攻克技術(shù)難關(guān)，才能早日建成中國的心電大數(shù)據(jù)平臺(tái),，為臨床醫(yī)學(xué),、科研、保健,、教學(xué)和學(xué)科建設(shè)服務(wù),。

        建設(shè)心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)，未來需要做的事情很多,。首要工作是統(tǒng)一心電標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,，這包括：

        實(shí)現(xiàn)心電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化,，是建設(shè)心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)的基本保證,。目前，《實(shí)用心電學(xué)雜志》正致力于心電學(xué)技術(shù)規(guī)范化的推廣與應(yīng)用,，提升心電診斷水平。該刊先后發(fā)表了《常規(guī)心電圖檢查操作指南》《心電圖測(cè)量技術(shù)指南》《2017ISHNE/HRS動(dòng)態(tài)心電圖和體外心電監(jiān)測(cè)/遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)專家共識(shí)》《心電圖診斷術(shù)語規(guī)范化中國專家共識(shí)(2019)》《動(dòng)態(tài)心電圖報(bào)告規(guī)范專家共識(shí)(2019)》等文章[2-3],，為創(chuàng)建心電大數(shù)據(jù)庫奠定了良好的基礎(chǔ),。

        未來心電大數(shù)據(jù)的建設(shè)規(guī)劃中，要做好一流水平的心電大數(shù)據(jù)的頂層設(shè)計(jì)方案,，以國家部署和衛(wèi)健委的相關(guān)文件為指導(dǎo),，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)用,、智能,、精準(zhǔn)、便民,、互通,、共享、服務(wù),、監(jiān)管等一體化的全民醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中的心電大數(shù)據(jù)平臺(tái),。以“一卡通”為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)信息的互聯(lián)互通,，包括心電信息的互聯(lián)互通,，登錄健康大數(shù)據(jù)平臺(tái)可快速、便捷,、準(zhǔn)確地獲得心電學(xué)信息,。以人臉識(shí)別或掃描二維碼、在線公安庫核驗(yàn)身份為主要認(rèn)證手段,，確保用戶信息安全,。建立全民健康數(shù)據(jù)中心，建設(shè)全區(qū)域統(tǒng)一的電子病歷庫、數(shù)字化心電數(shù)據(jù)庫和電子健康檔案庫,，最終建成全員醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫,。全部心電信息化基礎(chǔ)設(shè)施使用國家的云資源，包括云主機(jī),、云存儲(chǔ),、云數(shù)據(jù)庫等。

8 結(jié) 語

        建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),、實(shí)用,、智能、精準(zhǔn),、便民,、互通、共享,、服務(wù),、監(jiān)管等一體化的全民醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中的心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)是健康中國的需要，心電大數(shù)據(jù)是健康大數(shù)據(jù)的重要組成部分,，心電大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)直接影響醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的質(zhì)量,。因此，迫切需要建設(shè)一流水平的心電大數(shù)據(jù)平臺(tái),，為人類健康服務(wù),。

        心電大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來，心電大數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著具有無限價(jià)值的心電信息,，將在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮顯著作用,！心電大數(shù)據(jù)的未來發(fā)展前景十分廣闊。