自动诊断心电数据库正式建立

全军心血管专业委员会心脏无创检测学组自动诊断心电数据库专家论证组

随着电子化采集、存储等技术突飞猛进的发展，心电图的自动分析、诊断亦得到广泛的应用。而心电数据库的建立，是检测和评判各类心电图机自动诊断分析功能、算法的有效性的重要前提，且随着人工智能的飞速发展，为心电图机自动诊断功能带来了机遇。国际上通用心电数据库是MIT-BIH心律失常数据库、AHA心电数据库、CSE心电数据库和ST-T心电数据库，均不是建立在12导联同步心电图的基础上，且采样率不高。近年的相关临床研究表明：心电图存在年龄、性别和种族的差异，国外的心电数据库不能满足国人心电诊断和临床应用。国内郭继鸿教授发布的“中国正常成人心电数据库”，填补了我国心电学领域的正常人心电图数据的空白。而基于疾病心电图、用于自动诊断评价的心电数据库尚无。

本数据库是在国家科技部支撑课题“基层心电产品应用评价研究”、解放军总医院成果转化课题“十二导联心电图机自动诊断评价体系及新设备的研发”与首都科技条件平台国产科学仪器验证与综合评价项目“心电类医用电子仪器验证评价与推广”的共同支撑下建立完成。

1 自动诊断心电数据库的建立

1.1 数据库来源

原始数据库来源于解放军总医院GE心电信息管理系统(MUSE)存储分析的心电图原始数据，累计76万余例，涵盖各科疾病、不同危险程度、不同护理级别的患者。数据库患者地域分布覆盖全国34个省市、7个地区；按照全国人口比例校正后，主要覆盖了华北、华东和华南地区。心电数据采集均使用GE-5000或GE-5500 12导同步心电图机，采集至少10 s的12导联同步心电图数据。采样、储存、分析频率均达1000点×秒×通道。原始数据来源完整、可靠、精度高，为后续抽样研究奠定了坚实的基础。

1.2 方法

以AHA/ACC/HRS《2009年心电图标准化与解析建议》为基础，以临床及实际应用为主旨，通过多次专家论证会，对诊断术语库进行规范和合并，最终形成了评价自动诊断术语库。

依据专家论证的诊断术语库，对原始心电图数据库中的76万条数据进行分类检索，计算每一诊断的实际发生率。

根据国家医学科学组织委员会(CIOMS)推荐，“发生率”分为：十分常见为≥10%，常见为2%～<10%，少见为1%～<2%，偶见为0.1%～<1%，罕见为0.01%～<0.1%，十分罕见为<0.01%。计算数据库样本量：发生率为十分常见和常见的心电诊断，按照样本率估计方法计算样本量。发生率少见、偶见、罕见和十分罕见，因发生率极低，样本量按照纳入1例的方式分别计算。应用系统抽样随机方法，按照诊断词条出现的频次和本词条相关特征值分布情况，按比例提取心电图原始数据和相关信息。结合相关临床资料，通过两位专家独立进行特征值测量和诊断校正，建立了包括5281例涵盖各项诊断词条信息的自动诊断评价心电数据库。以心电自动诊断评价数据库为基础建立的心电图机功能自动检测方法分别获得国家发明专利及实用新型各一项。

2 数据库的主要创新点

(1) 原始数据：76万例疾病心电数据。基于大数据统计各种心律失常发生率更准确，收集所需典型病例更全面、更具代表性。

(2) 数据库采集精度高，12导联同步数字化采集。

(3) 数据库涵盖不同地域患者各类疾病的临床诊断、治疗及用药情况、检查检验结果、心电波形数据、心电特征值、专家诊断心电结果。

(4) 数据库依据真实医院环境建立，对心电图机自动诊断功能评测更具临床价值。

3 专家论证意见

自动诊断心电数据库经过国内权威专家组论证，专家组认为该数据库的建立设已取得结论性成果，具有一定的创新性和实用性，对今后推广应用具有重要意义。

4 自动诊断心电数据库的应用

4.1 心电图机设备评价与验证

心电图机软件性能是关系临床应用的重要环节，心电特征值测量准确性和自动诊断能力可以辅助临床医师诊治。自动诊断心电数据库是心电图机软件性能评价的基石，目前，本课题组已将其应用到心电图机设备评价和检验中。

由于目前医疗器械检验部门应用的数据库均为国外通用数据库，如MIT数据库等，国内尚缺。该数据库可应用到国家医疗器械检验领域，进行心电图机设备评价与检验。

4.2 心电图自动诊断与人工智能

心电图机自动诊断能力的高低取决于波形识别能力和综合处理能力，人工智能技术的蓬勃发展为提高心电图机自动诊断功能带来了机遇。未来的数据库技术将与机器学习和人工智能技术息息相关、互相促进、共同繁荣。

该数据库可以向各心电设备生产厂商进行推广，将数据库与人工智能算法深度融合，辅助厂家改进其设备的自动诊断功能。

4.3 心电图教学

教学是医疗学科传承与发展的事业，面对越来越多的心电工作者，能否提供和分析各类异常的临床心电图是教学的一个重要方面。实践出真知，阅图量是一方面，阅读心电图的种类更是重点。

该数据库所囊括的心电图具有极强的代表性，涵盖了目前国际诊断条目的全部数据，为心电图教学提供了不可多得的教学资源。

4.4 临床研究

关于心电图各参数值的临床研究越来越多，许多无创心电指标对心血管疾病的预后有预测价值。如果心电图机能够准确识别心电参数，并能以数据形式输出，对于科研工作者来说是一大福音。

该数据库的建立不仅对心脏病的学习与研究有积极推动作用，而且基于数据库的深度分析与挖掘，使用者还将获得丰富的科研资源。

专家论证会

自动诊断心电数据库专家论证组

执笔： 石亚君

通信作者： 陈韵岱

秘 书： 郜玲 王晋丽 但晴董颖

专家组： 郭继鸿杨虎卢喜烈高小榕

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