人工智能（AI）可能会改变心血管医学。然而，到目前为止，仍有许多挑战，并且只有少数AI工具已被证明可以改善护理。这是美国心脏协会的一份新科学声明的结果，该声明今天在该协会的旗舰期刊《Circulation》上发表。
题为“人工智能在改善心脏病治疗结果中的应用”（人工智能的应用）的新科学声明发布之际，人工智能正日益成为改善心血管疾病预防、检测、诊断和治疗的潜在途径而备受关注。
“在这里，我们展示了从影像学和可穿戴设备到心电图和遗传学等特定人工智能应用的最新科学进展，”该文稿编辑委员会主席、马萨诸塞州总医院心血管研究中心的首席研究员兼哈佛医学院医学副教授Antonis Armoundas博士说，这两家机构均位于波士顿。“本手稿的目标之一是确定可以改进各领域人工智能工具适用性的最佳实践以及差距和挑战。”
人工智能能够分析海量数据并做出预测，通常用于定义明确的任务，例如在基础、转化和临床研究中提供临床和机制见解。机器学习利用统计和数学模型及算法在大数据集中识别可能无法被人类观察者通过标准方法识别的模式。深度学习是机器学习的一个子领域，它处理非常复杂的数据集的评估及其与有用标签的关联，例如在图像识别和解释中。
这些技术的应用已用于分析电子健康记录（EHR），以了解不同的治疗效果，比较测试和干预措施的有效性，以及最近创建有助于临床决策的预测、分类和优化模型。人工智能在心血管护理中的应用包括心脏成像、心电图（或ECG）、床边监测、植入式和可穿戴技术、遗传学以及电子患者记录的解释。
差距与挑战
根据该声明，人工智能和机器学习在心血管医学所有领域的使用限制包括：
- 确保充分信息收集、选择和组织以及共享和隐私的协议至关重要。还必须解决潜在的伦理和法律挑战。
- 需要更大的科学知识基础。目前的基于人工智能的算法缺乏前瞻性研究或模拟人工智能影响以准确研究其未来潜在影响的研究。迫切需要前瞻性收集信息、临床试验和开发自动化工作流程来启动和维护可以提高效率的特定任务。
- 由于医疗保健行业缺乏标准化平台来报告预测和扩展数据集中的见解，因此在实践中实施人工智能算法可能会受到限制。
- 作者还指出，随着技术的快速发展，有必要在美国制定人工智能支持的技术的监管途径，以确保安全性和有效性并减轻危害。
“在大型、异质化人群中进行扎实的有前瞻性的临床验证，最大限度地减少各种形式的偏倚，对于消除不确定性和建立信任至关重要，这反过来将有助于提高临床接受度和采纳率，”Armoundas 说。
人工智能在心血管应用中的应用
成像。成像对于准确诊断心血管疾病和中风至关重要。人工智能和机器学习旨在消除人为解释中的不一致，并减轻处理心脏和大脑图像的专家负担过重的问题。人工智能和机器学习在更广泛的成像测试解释中的应用具有挑战性，因为通常缺乏代表性的成像数据集；此外，必须针对每个应用领域验证这些技术如何影响临床结果。
心电图。人工智能有前途的应用包括解释心电图，它测量心脏的电活动。人工智能通过识别人类专家可能看不到的细微发现并预测可能表明尚未明显异常的变化来帮助自动化心电图解释。
可植入和可穿戴技术。 可植入和可穿戴技术可以近乎连续地评估健康信息，有助于 更快地识别 功能下降和/或需要加强监测或寻找干预方法。最终，这些设备可以实现远程监控，从而在促进成功的 门诊护理 方面发挥更直接的作用。在某些情况下，可穿戴设备 可以帮助减少护理方面的差距并改善福祉。 哪些患者和疾病 最适合人工智能和机器学习支持的远程监控，以及如何为他们开发和验证治疗方案，这一点仍有待确定。
作者指出，包括智能手表和健身追踪器在内的消费类可穿戴设备，它们测量身体活动、心率和其他生理参数，可能包含也可能不包含 FDA 批准 的组件。可穿戴设备的有效性和准确性取决于许多因素，包括设备中传感器的类型。总的来说，在标准化这些设备的最佳使用方法以及如何确保成本效益、实施、伦理、隐私、安全、公平获取等方面仍存在差距。
遗传学。 尽管人工智能算法提高了解释 遗传变异 和异常的能力，但作者委员会警告不要将这些工具用于最终分类。
“已经有许多应用，其中基于人工智能和机器学习的数字工具可以改善筛查，提供关于哪些因素可以改善个体 患者 健康的见解，并为复杂的健康状况开发精准治疗方法，”Armoundas 说。
“迫切需要开发加速人工智能/机器学习工具背后科学培训的计划，从而加速可管理、经济高效、自动化流程的引入和创建。我们需要更多基于人工智能和机器学习的精准医学工具，以帮助满足医学中重要的未满足需求，这些工具随后可以在严格的 临床试验 中进行测试，”Armoundas 说。“这个过程必须有机地包含避免偏见和最大化结果可推广性的需求，以防止现有的医疗保健不平等现象被延续下去。”
这份科学声明由美国心脏协会心血管精准医学研究所、心血管与卒中护理委员会、青少年心血管疾病委员会、心血管放射与介入委员会、高血压委员会、心血管肾脏疾病委员会和卒中委员会的志愿作者小组撰写。美国心脏协会的科学声明旨在提高公众对心血管疾病和中风的认识，并帮助他们在医疗保健领域做出明智的决定。科学声明阐述了目前关于某一主题的已知信息以及需要进一步研究的领域。科学声明会为指南的制定提供信息，但不会提供治疗建议。美国心脏协会的科学声明是该协会的官方临床实践建议。
撰写委员会的成员和合著者包括副主席 Sanjiv M. Narayan, M.D., Ph.D., FAHA；Donna K. Arnett, Ph.D., FAHA；Kayte Spector-Bagdady, J.D.；Derrick A. Bennett, Ph.D.；Leo Anthony Celi, M.D.；Paul A. Friedman, M.D.；Michael H. Gollob, M.D.；Jennifer L. Hall, Ph.D.；Anne E. Kwitek, Ph.D., FAHA；Elle Lett, Ph.D.；Bijoy K. Menon, M.D.；Katherine A. Sheehan, Ph.D.；以及 Salah S. Al-Zaiti, Ph.D.。作者的披露信息包含在稿件中。
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