jhsbj的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/jhsbj

博文

AI重塑肿瘤治疗中的心脏评估:更快、更精准,破解临床瓶颈

已有 969 次阅读 2025-9-24 09:36 |个人分类:肿瘤治疗|系统分类:教学心得

肿瘤医生在启用新的酪氨酸激酶抑制剂(TKI)、抗体药物偶联物(ADC),或开放临床试验新组别前,往往需要通过心脏筛查判断治疗是否安全。在肿瘤领域,心脏评估常成为治疗的“限速步骤”。但如果一份心电图(ECG)就能预测风险、提示结构性心脏病的状态,帮医生更快做出更优治疗决策呢?

如今,这一设想已成为现实。AI不再局限于解读心电图或自动生成超声心动图报告,更在重新定义肿瘤治疗中“心脏 clearance(心脏评估达标)” 的实现方式。

一、现状:心脏评估是肿瘤临床的 “瓶颈”

肿瘤患者需要通过多项心脏评估,确认自己能否耐受新治疗,这些评估却常带来一系列问题。治疗延迟:比如使用劳拉替尼、奥希替尼等口服TKI前,需通过QTc监测评估心率;使用曲妥珠单抗-德鲁替康等HER2阳性肿瘤治疗方案前,需检测基础射血分数;甚至做活检、肿瘤切除等操作前,也需完成心脏评估。

可及性与公平性问题:心脏检查需求大,患者常需时间等待;农村地区患者可能面临本地无检查条件或选择极少的困境。

而AI的出现,有望将这些“限速步骤”转化为“早发现、去中心化筛查、智能分流” 的机遇。

二、AI 如何破解瓶颈?三大核心工具革新心脏评估

1. 心电图基础模型:口袋里的 “精准筛查器”

AI心电图模型是简化肿瘤领域心脏评估、加快临床试验入组筛查的关键工具,其中 “心电图基础模型”前景尤为突出。该模型通过1000多万份12导联心电图数据训练而成,具备极强的通用性与适应性。

要理解其性能,需先了解一个关键指标AUROC(受试者工作特征曲线下面积):AUROC 是诊断方法区分患病与健康者的综合能力评分,范围 0.5 到 1。可理解为调整诊断标准,每次统计准确识别患病者(真阳性率)和误判健康者(假阳性率),绘成曲线后,曲线下面积就是 AUROC。它用0-1的数值衡量检测的整体鉴别能力,0.5相当于“抛硬币”(完全随机);1.0则是 “完美鉴别”,能100%分清患病者和健康者。

基于这一标准,该基础模型展现出优异性能:

针对QT间期延长、电解质异常等80种不同诊断,AUROC均不低于 0.95;即便在单导联可穿戴设备上,仍能保持高精度。检测房颤(AFib)的AUROC达0.93,检测QT间期延长的AUROC达 0.90;仅需500份本地样本“微调”,就能预测30天内心力衰竭入院等结局,还能支持心律检测、长期风险预测等数十项下游指标。

对肿瘤领域而言,该模型的价值显著:

治疗前快速筛查TKI候选患者的QTc风险,完成安全检查;提前识别临床试验的不合格患者,加快入组筛查;支持通过智能手表、家用贴片完成心电图解读,实现“去中心化诊疗”,方便偏远地区患者。

2. PanEcho 与 EchoNext:“自动写报告”的超声心动图AI

(1)PanEcho:120 万段视频训练出的“超声解读专家”。PanEcho 是基于 120 多万段超声心动图视频训练的深度学习系统,能自动填充经胸超声检查的39项参数,性能同样亮眼:针对射血分数、瓣膜疾病、肺动脉压力等18项评估终点,中位AUROC 达 0.91;即便在手持床旁超声设备上,检测主动脉瓣狭窄的AUROC仍有0.85;估算射血分数时,平均绝对误差(MAE)仅4%-5%,精度与不同医生之间的判读差异相当。

(2)EchoNext:经临床试验验证的“结构心脏病探测器”。EchoNext 同样表现出色,检测复合结构性心脏病的AUROC达0.85,且已在DISCOVERY试验中通过前瞻性验证:在未接受过影像学检查的高危患者中,AI成功识别出73%存在结构性心脏病的人。在肿瘤领域,EchoNext 的应用场景十分广泛:使用HER2靶向治疗或蒽环类药物前,即时解读射血分数;在社区或急诊场景中,筛查免疫治疗相关心肌炎;支持 “即时性” 或“混合式”临床试验的实时心脏筛查;在超声心动图资源有限的地区,实现疾病早发现;减少医疗差异:在不同性别、种族及临床场景中性能稳定,且公开模型权重与数据集,助力公平的模型开发;提前筛查患者的心脏入组资格,加快临床试验招募。

三、从“莫拉维克悖论”看AI与医生的分工:各擅所长

莫拉维克悖论指出:机器擅长人类觉得困难的事,人类则擅长机器觉得困难的事。结合这一理论,可清晰划分肿瘤领域中AI与医生的核心职责:

人类觉得困难、AI 擅长的事;机器觉得困难、人类擅长的事:

分析数百万份心电图,捕捉细微信号(如早期药物性心肌炎);安抚QTc临界值患者的焦虑情绪;

逐帧分割超声心动图视频,计算左室射血分数(ADC 治疗前);听诊时识别心脏杂音(这一技能至今仍有重要临床价值);

即时核查药物相互作用导致的QT间期延长风险;用通俗的语言(如少数族语言)向患者解释预后等。

四、肿瘤医生的AI“行动指南”:如何优化心脏筛查?

入院时部署AI心电图:在启用 TKI、ADC 或免疫治疗前,先通过AI筛查高风险患者;

利用开源模型适配人群:如基于EchoNext等开源模型,结合本地肿瘤患者的合并症特点进行微调;

搭建跨科室协作看板:与心脏/病肿瘤团队共享实时预警与人群趋势数据,实现联动;

用工具促进医疗公平:将AI心脏评估工具推广到医疗资源不足的机构或社区网络;

做好医患教育:明确AI是医生的“助手”而非“替代者”,消除误解。

五、结语:更智能的筛查,更早的治疗 

随着肿瘤治疗日益精准,配套的支持体系也需同步升级。想象一下:患者还没见心内科医生,AI就已完成初步心脏评估;医生不再只是被动应对风险,而是能主动重新分类风险,这些工具不是“未来可能”,而是“当下已在”。

但始终要记住:波形背后是活生生的患者。AI的心脏充满潜力,但仍需医生的“灵魂”指引。医生必须确保这些工具服务于所有人,而非少数人。透明构建、公平部署的包容性 AI,将是下一代肿瘤诊疗的基石。我们需要继续倾听:倾听患者的需求,倾听同行的经验,也倾听AI为医疗带来的新可能



https://wap.sciencenet.cn/blog-3302154-1503290.html

上一篇:免疫治疗初始期合并用药风险评估
下一篇:皮下注射PD-1 药物的实体瘤免疫治疗
收藏 IP: 114.252.96.*| 热度|

3 宁利中 郑永军 许培扬

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2025-9-27 03:01

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部