人工智能心電數(shù)據(jù)庫的研究與應(yīng)用

王輝，劉靖雅，李哲，王大鵬，馬斐，潘成軍，崔晶蕾，劉景鑫

1. 吉林大學中日聯(lián)誼醫(yī)院 a. 電診科；b. 放射科，吉林 長春 130033；2. 上海詢康數(shù)字科技有限公司，上海 200000；3. 吉林省醫(yī)學影像工程技術(shù)研究中心，吉林 長春 130033

引言

本文對比國內(nèi)外心電圖數(shù)據(jù)庫市場發(fā)現(xiàn)，目前國際上通用的數(shù)據(jù)庫存在數(shù)據(jù)格式復雜不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)庫規(guī)模較小等問題。當前國內(nèi)雖然有多種心電圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)方案與理論基礎(chǔ)，但并無真正落地、滿足市場需求的標準心電數(shù)據(jù)庫。

隨著國內(nèi)科研水平的提升，臨床工作人員、科研工作者及相關(guān)研發(fā)人員對高質(zhì)量心電圖數(shù)據(jù)的要求越來越高，這與國內(nèi)暫無在運營的心電數(shù)據(jù)庫存在矛盾。綜合當前問題，并參考心電圖信息化管理的建設(shè)需求[1-2]，我們提出并搭建國內(nèi)首個心電數(shù)據(jù)庫。

心電數(shù)據(jù)庫的搭建依托于國家重點研發(fā)計劃——數(shù)字診療裝備研發(fā)專項，項目名稱為“基于人工智能分析技術(shù)和多場景服務(wù)模式的遠程心電檢測診斷管理服務(wù)解決方案”。項目旨在解決心電領(lǐng)域現(xiàn)有難題，真正實現(xiàn)先進醫(yī)療技術(shù)下沉，落實三級診療政策，切實為臨床、科研等工作服務(wù)。課題任務(wù)是針對心電數(shù)據(jù)庫進行臨床應(yīng)用性評估和科學性評估，開發(fā)出心電數(shù)據(jù)庫，并通過心電應(yīng)用示范區(qū)所積累的心電數(shù)據(jù)填充、完善心電數(shù)據(jù)庫。

圖1為國家項目各課題任務(wù)關(guān)系示意圖，清晰顯示心電數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)來源及用途。項目內(nèi)遠程心電檢測診斷管理服務(wù)平臺，結(jié)合心電智能分析算法在上海、吉林、海南三個應(yīng)用示范區(qū)內(nèi)應(yīng)用，平臺收集到的心電數(shù)據(jù)可錄入到心電數(shù)據(jù)庫中，作為課題四的數(shù)據(jù)來源；同時心電數(shù)據(jù)庫在產(chǎn)學研基礎(chǔ)的進一步加深應(yīng)用，也可為后來的研究者提供研究支撐。

圖1 課題任務(wù)關(guān)系圖

此心電圖數(shù)據(jù)庫屬于國內(nèi)首個心電類型的數(shù)據(jù)庫，填補我國心電數(shù)據(jù)庫的空白。數(shù)據(jù)庫將匯集正常心電圖數(shù)據(jù)、各類常見疾病病例數(shù)據(jù)、各類疑難雜癥性數(shù)據(jù)，為人工智能在心電領(lǐng)域的研發(fā)及應(yīng)用建立強大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。未來數(shù)據(jù)庫在優(yōu)化心電智能分析算法、數(shù)據(jù)庫的智能化建設(shè)、心電設(shè)備智能診斷功能的評價、數(shù)據(jù)質(zhì)量對比及算法測試、心電診斷系統(tǒng)的研發(fā)及改進，以及臨床科學研究等層面產(chǎn)生極大的推進作用。

1 心電圖數(shù)據(jù)庫國內(nèi)外現(xiàn)狀

心電圖診斷在國際上通用的規(guī)范做法是：采用經(jīng)專家逐拍標注的心電數(shù)據(jù)庫進行。臨床實踐表明：心電設(shè)備的分析參數(shù)與年齡、性別和種族有關(guān)[3-7]。國際電工委員會（International Electrotechnical Commission，IEC）提出驗證心電圖形態(tài)和節(jié)律自動判斷算法的心電圖數(shù)據(jù)，應(yīng)采集自預(yù)期使用的特定人群，歐美早已建立符合IEC標準的、逐拍標注的心電數(shù)據(jù)庫。

目前國際上最主要的心電數(shù)據(jù)庫有四個：美國麻省理工學院與Beth Israel醫(yī)院聯(lián)合建立的MIT-BIH心電數(shù)據(jù)庫、美國心臟學會的AHA心律失常心電數(shù)據(jù)庫、歐盟的CSE心電數(shù)據(jù)庫和歐盟ST-T心電數(shù)據(jù)庫。

在心電圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面，目前中國心電圖設(shè)備市場上由于生產(chǎn)廠家眾多，不同廠家對數(shù)據(jù)的儲存格式標準各不相同。若數(shù)據(jù)庫內(nèi)心電圖格式達不到統(tǒng)一，可能導致不同用戶使用數(shù)據(jù)庫時，在數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、信息互換與數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理方面存在困難[8]；同時各類心電設(shè)備在進行臨床應(yīng)用時，通常對數(shù)據(jù)進行加密，在心電圖檢查的信息化管理上造成不便，客觀上也導致許多醫(yī)院臨床信息系統(tǒng)缺少心電圖數(shù)據(jù)[9]；再加上醫(yī)院及相關(guān)單位的管理限制因素，致使我國的心電圖數(shù)據(jù)庫長期以來一直處于空白狀態(tài)，雖然有一些較為成熟的理論研究和應(yīng)用解決方案，但并無實際落地的、滿足各類用戶需求的心電數(shù)據(jù)庫[10]。

國內(nèi)心電企業(yè)心電圖數(shù)據(jù)格式不公開，并需要單獨進行臨床驗證，不僅監(jiān)管缺乏驗證依據(jù)，還給國內(nèi)心電類設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計研發(fā)，上市前性能測試及臨床評價工作帶來困難。

對比研究國內(nèi)外現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，當前國際上通用的四個數(shù)據(jù)庫雖是最主要、最具權(quán)威性的，但在心電圖的應(yīng)用上也存在一些局限性：① 數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)格式不同且復雜，不同子數(shù)據(jù)庫下數(shù)據(jù)格式標準不統(tǒng)一，讀取過程較為麻煩。② 數(shù)據(jù)庫中所含數(shù)據(jù)數(shù)量較少，有的僅有幾十例數(shù)據(jù)，并對外收費，給科研工作造成較大的阻力。

2 面向人工智能應(yīng)用心電數(shù)據(jù)庫設(shè)計的相關(guān)問題

2.1 統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式

早在1989年，歐洲標準化委員會即制定了心電圖數(shù)據(jù)格式輸出標準格式，以利于心電圖數(shù)據(jù)資料在不同廠商的心電設(shè)備間實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換[11]，然而由于標準制作不夠嚴謹，各大廠商開發(fā)出各自專屬的格式和版本，并不兼容，因此并未過多改善心電圖數(shù)據(jù)在信息交換上的問題[12-13]。我們的數(shù)據(jù)庫因數(shù)據(jù)來源廣泛，將對原始的格式復雜的心電數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一化處理，以解決數(shù)據(jù)讀取困難的問題，方便后續(xù)對數(shù)據(jù)的使用，達到醫(yī)療數(shù)據(jù)的無障礙共享。

目前市場上基本存在兩種形式的心電數(shù)據(jù)：① 各大知名廠商自行設(shè)置的加密式非明文數(shù)據(jù)。針對該類型心電數(shù)據(jù)，我們通過與設(shè)備商合作協(xié)議，獲得該非明文數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換程序，將其解碼成為非加密的明文數(shù)據(jù)，統(tǒng)一處理后錄入心電圖數(shù)據(jù)庫；② 非加密式數(shù)據(jù)，在合作的基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理，直接錄入數(shù)據(jù)庫中。

對于收錄在數(shù)據(jù)庫中的明文式數(shù)據(jù)，我們采用統(tǒng)一的格式及規(guī)范要求。

（1）數(shù)據(jù)的格式要求。數(shù)據(jù)在錄入數(shù)據(jù)庫前需按要求處理成明文格式（未經(jīng)加密算法的原消息），可以是TXT、CSV、XML等格式。

（2）數(shù)據(jù)的規(guī)范要求。注明數(shù)據(jù)的采集時間、采樣頻率、采集時長、采樣點數(shù)、導聯(lián)數(shù)等基本條件；若有心電參數(shù)值等數(shù)據(jù)也要注明，例如心率、QRS時限、QT/QTC間期、電軸等心電參數(shù)；每個導聯(lián)的數(shù)據(jù)為導聯(lián)名稱和一組心電電壓值，電壓值使用mV單位。

數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)一處理后，可直接用于算法測試、繪制心電圖、臨床試驗驗證及人工智能領(lǐng)域的研發(fā)等。

2.2 增加數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)來源及獲取途徑

我們不僅從國家項目中的應(yīng)用示范區(qū)獲取數(shù)據(jù)，還能從合作醫(yī)院及科研單位、硬件制造廠商、自由運轉(zhuǎn)心電平臺的服務(wù)機構(gòu)中獲取心電數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)量的儲存按計劃可分為3個階段：第一階段，每種疾病異常數(shù)目達到千級；第二階段，每種疾病異常數(shù)目達到萬級；隨著項目的推進和各類合作的加強，第三階段每類疾病異常數(shù)目將達到十萬級。疾病種類預(yù)計從初級階段的三大類，后續(xù)將實現(xiàn)十一大類疾病全覆，包含100+類細分心電圖病狀，滿足各類用戶需求。

2.3 將心電數(shù)據(jù)庫建設(shè)理論轉(zhuǎn)化為實際的應(yīng)用落地

數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)格式上的統(tǒng)一、數(shù)據(jù)量的擴充以及準確性的提升上，都是具有創(chuàng)造性的一步。這不僅能為臨床科學研究和數(shù)據(jù)測試、驗證工作服務(wù)，還能對人工智能領(lǐng)域產(chǎn)生正面推動作用：將數(shù)據(jù)庫與人工智能算法深度融合，輔助廠家改進其設(shè)備的自動診斷功能[14]；加速人工智能心電算法模型的建立與優(yōu)化，提高算法準確性，促進人工智能在心電領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)落地。

3 心電數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

心電數(shù)據(jù)庫是首個符合中國人群的數(shù)據(jù)庫，包含11大類心電圖異常，100+類細分心電圖病狀，數(shù)據(jù)類型包括常規(guī)心電圖、單導、三五導聯(lián)、十二導聯(lián)心電圖。在數(shù)據(jù)的展現(xiàn)形式上，每條心電數(shù)據(jù)包含數(shù)據(jù)來源、記錄時間、長度、心電圖繪圖、各類指標分析及專家標注等，同時每條心電圖數(shù)據(jù)記錄病人年齡、性別、疾病信息等。數(shù)據(jù)庫在心電圖異常類型上覆蓋更廣、數(shù)據(jù)類型更豐富，可以為相關(guān)機構(gòu)提供共享服務(wù)和技術(shù)支持，大幅度降低研發(fā)成本。

3.1 心電數(shù)據(jù)庫構(gòu)建思路

不同的研究方向?qū)π碾妶D數(shù)據(jù)庫有著多元的需求。

（1）大規(guī)模的心血管病流行病學調(diào)查研究和臨床試驗。心電圖數(shù)據(jù)庫常是心血管病醫(yī)學庫的一個組成部分，首先應(yīng)建立入選樣本的基礎(chǔ)心電圖，并按預(yù)定計劃定期隨訪采集系列心電圖進入數(shù)據(jù)庫，以便進行不同時期心電圖的比較（如比較QRS電軸、QRS電壓、Q波、ST-T變化以及節(jié)律、傳導變化等）及調(diào)查心電圖變化與臨床資料的關(guān)系。

（2）不同種族正常人群心電圖范圍的調(diào)查研究。數(shù)據(jù)庫應(yīng)包含足夠大的樣本量，并且要考慮到不同性別和年齡組的樣本分布數(shù)，以符合正常值研究的統(tǒng)計學要求。

（3）臨床科學研究。如建立某些疾?。ㄈ缧氖曳蚀蟆⑿募」Ｋ馈㈩A(yù)激綜合征等）的心電圖診斷標準或探討和評價心電圖某些參數(shù)指標的臨床價值，心電圖數(shù)據(jù)庫除包括明確的臨床診斷證據(jù)外，應(yīng)有一定的樣本量，最好還能收集到合并不同疾病或病理狀態(tài)的心電圖（如下壁心肌梗死合并前壁心肌梗死、左室肥大合并心肌梗死、左束支阻滯合并心肌梗死等）。這類數(shù)據(jù)庫可以客觀而科學地描述某種疾病或不同疾病狀態(tài)下的心電圖特征和表現(xiàn)，使研究人員能真實地了解心電圖檢測技術(shù)對某種疾病的診斷所能提供的信息。

（4）臨床研究外的其他方向。心電圖數(shù)據(jù)庫還可用于檢測和客觀評價市場上各種心電圖自動分析儀的性能（例如著名的美國MIT及歐洲CSE數(shù)據(jù)庫），還應(yīng)滿足有關(guān)機構(gòu)制定的標準，包括心電圖數(shù)據(jù)采集、儲存、傳送格式等標準。

3.2 心電數(shù)據(jù)庫技術(shù)架構(gòu)

心電數(shù)據(jù)庫的總體技術(shù)架構(gòu)為MVC的3層架構(gòu)[15]：控制層、業(yè)務(wù)邏輯層和持久層，見圖2。

（1）控制層（Web層），負責接收客戶端請求，向客戶端響應(yīng)結(jié)果。通?？蛻舳耸褂胔ttp協(xié)議請求Web層，Web需要接收http請求，完成http響應(yīng)。表現(xiàn)層包括展示層和控制層：控制層負責接收請求，展示層負責結(jié)果的展示。表現(xiàn)層依賴業(yè)務(wù)層，接收到客戶端請求一般會調(diào)用業(yè)務(wù)層進行業(yè)務(wù)處理，并將處理結(jié)果響應(yīng)給客戶端。

圖2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)架構(gòu)圖

（2）業(yè)務(wù)邏輯層（Service 層），負責業(yè)務(wù)邏輯處理，與所開發(fā)項目的需求息息相關(guān)。Web層依賴業(yè)務(wù)邏輯層，但是業(yè)務(wù)邏輯層不依賴Web層。業(yè)務(wù)邏輯層在業(yè)務(wù)處理時可能會依賴持久層，如果要對數(shù)據(jù)持久化需要保證事務(wù)一致性。

（3）持久層（Dao 層），負責數(shù)據(jù)持久化，包括數(shù)據(jù)層（即數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)訪問層）。數(shù)據(jù)庫是對數(shù)據(jù)進行持久化的載體，數(shù)據(jù)訪問層是業(yè)務(wù)層和持久層交互的接口，業(yè)務(wù)層需要通過數(shù)據(jù)訪問層將數(shù)據(jù)持久化到數(shù)據(jù)庫中。實際上，持久層就是和數(shù)據(jù)庫交互，對數(shù)據(jù)庫表進行增刪改查。

3.3 心電數(shù)據(jù)庫的主要功能

（1）心電圖查閱功能。不同用戶通過疾病類型、異常結(jié)果、檢驗時長等可查看不同類型的心電庫，并根據(jù)自己的關(guān)注和興趣進行在線預(yù)覽，可支持數(shù)據(jù)集的介紹等。

（2）數(shù)據(jù)處理中心功能。① 數(shù)據(jù)檢驗：所有需要入庫的數(shù)據(jù)都要進行數(shù)據(jù)檢驗，對數(shù)據(jù)的來源進行檢查，來確保數(shù)據(jù)的安全性以及數(shù)據(jù)的脫敏性；② 數(shù)據(jù)分類：對于檢驗合格的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的分類，按照不同的疾病類型、異常結(jié)果、標注類型、檢驗時長進行分類，方便用戶可以按照不同分類查看；③ 數(shù)據(jù)格式化：分好類的數(shù)據(jù)進行格式化后存入數(shù)據(jù)庫。因數(shù)據(jù)來源廣泛，數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，故需將數(shù)據(jù)按照制定的格式標準化，以統(tǒng)一的明文數(shù)據(jù)存入庫中。

（3）上傳數(shù)據(jù)功能。數(shù)據(jù)上傳有標準的數(shù)據(jù)處理流程：來源于合作單位或其他硬件廠商的第三方數(shù)據(jù)，需要該單位先行提出上傳數(shù)據(jù)申請，經(jīng)過數(shù)據(jù)庫內(nèi)部審核后對數(shù)據(jù)進行整理、篩查，符合法律法規(guī)后檢驗數(shù)據(jù)質(zhì)量，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，再上傳至數(shù)據(jù)庫。

（4）下載數(shù)據(jù)功能。由于數(shù)據(jù)庫的半公開性，對于下載數(shù)據(jù)用戶分為兩種，一種是有合作關(guān)系的單位或醫(yī)院無償類型，一種是通過購買進行下載數(shù)據(jù)的有償類型，見圖3。

圖3 數(shù)據(jù)下載系統(tǒng)流程圖

（5）后臺管理功能。數(shù)據(jù)庫有專門的后臺管理平臺，可對數(shù)據(jù)進行上傳，修改，刪除等功能，還能對提出上傳數(shù)據(jù)申請的公司或機構(gòu)進行審核上的確認，以及權(quán)限管理或日志查看等功能。

4 數(shù)據(jù)庫標準化及管理方式

4.1 數(shù)據(jù)來源

為滿足數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)數(shù)量與質(zhì)量的要求，數(shù)據(jù)來源有三個方面，見圖4。

圖4 業(yè)務(wù)流程圖

（1）國家項目中成立的心電應(yīng)用示范區(qū)內(nèi)所獲得的心電數(shù)據(jù)。項目依托于國家重點研發(fā)計劃，在上海、吉林、海南三地建立遠程心電檢測診斷管理服務(wù)平臺應(yīng)用示范區(qū)，并結(jié)合項目下數(shù)據(jù)采集任務(wù)，在上海、吉林兩個基層（社區(qū)）機構(gòu)采集大量心電圖數(shù)據(jù)，經(jīng)診斷后錄入心電數(shù)據(jù)庫中。

（2）合作醫(yī)院及科研單位在業(yè)務(wù)范圍內(nèi)所獲得的心電數(shù)據(jù)。

（3）硬件制造廠商、自由運轉(zhuǎn)心電平臺的服務(wù)機構(gòu)所產(chǎn)生的心電數(shù)據(jù)。

4.2 數(shù)據(jù)采集及質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)采集使用的設(shè)備均為醫(yī)用級別設(shè)備；邀請三甲級醫(yī)院專家進行專業(yè)診斷；邀請質(zhì)量控制專家對數(shù)據(jù)采集的流程和數(shù)據(jù)質(zhì)量進行把控；數(shù)據(jù)經(jīng)脫敏處理后，保留數(shù)據(jù)性別及年齡信息，錄入數(shù)據(jù)庫。

4.3 心電數(shù)據(jù)標準化

對格式復雜的原始心電數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式，最終將數(shù)據(jù)處理成明文式，再根據(jù)疾病類型、異常結(jié)果、標注時間、檢驗時長來進行歸檔分類，最終上傳至心電圖數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一存儲和管理，后期可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求把數(shù)據(jù)庫做成半公開，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在不同醫(yī)療單位、合作單位及設(shè)備廠商之間的無障礙交流互通。

4.4 心電數(shù)據(jù)庫管理方式

公開的數(shù)據(jù)庫就是任何人都可以通過注冊登錄到數(shù)據(jù)庫中，登錄成功以后可以獲得在線閱覽功能。若使用者可提供自己擁有的心電圖資料并上傳到數(shù)據(jù)庫中，即可獲得下載少量心電圖數(shù)據(jù)的權(quán)限。

半公開的數(shù)據(jù)庫就是當用戶需要使用大量數(shù)據(jù)時，需要提出申請，數(shù)據(jù)庫后臺管理平臺進行審核，其中包括填寫數(shù)據(jù)適用范圍、功能及數(shù)據(jù)保密協(xié)議。審核通過后提供下載鏈接，供使用者進行下載。

我們的心電數(shù)據(jù)庫后續(xù)符合相關(guān)程序及規(guī)范要求后，將根據(jù)需求半公開使用。數(shù)據(jù)使用者提交明確需求，并填寫數(shù)據(jù)適用范圍、功能及數(shù)據(jù)保密協(xié)議后，經(jīng)由后臺管理平臺審核，通過審核通知用戶提供下載鏈接，隨后用戶可對數(shù)據(jù)進行查閱乃至下載處理。

5 心電數(shù)據(jù)庫的人工智能應(yīng)用場景

（1）人工智能心電算法的研究研發(fā)。心電圖數(shù)據(jù)庫可為人工智能心電算法提供大量的數(shù)據(jù)支持，數(shù)據(jù)可用于算法模型建立、算法模型優(yōu)化，驗證并提高算法準確率，推進人工智能心電算法的研發(fā)、優(yōu)化與應(yīng)用。

（2）數(shù)據(jù)庫的智能化建設(shè)。心電智能分析算法的應(yīng)用能在數(shù)據(jù)庫建設(shè)上產(chǎn)生推進作用，心電圖智能分析利用計算機分析心電圖，測量必要的參數(shù)，再根據(jù)臨床標準做出正確的診斷或評價，提高臨床指標分析的精度，保證數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的準確性，提升數(shù)據(jù)庫的數(shù)量與質(zhì)量[16]。

（3）心電設(shè)備智能診斷功能的評價及改進。數(shù)據(jù)庫可以為各大心電設(shè)備廠商提供多樣化的歷史疾病數(shù)據(jù)，包含各類疑難雜癥性心電圖數(shù)據(jù)，用于評價心電設(shè)備的智能診斷功能，以輔助廠家在心電設(shè)備、軟件及其算法層面的改進，加速產(chǎn)業(yè)的落地。

（4）數(shù)據(jù)質(zhì)量對比及算法測試。大量的心電數(shù)據(jù)，可用于心電設(shè)備信號數(shù)據(jù)的質(zhì)量對比及算法的測試工作，進一步提高心電設(shè)備的準確性和效率性。

（5）心電診斷系統(tǒng)的研發(fā)及改進。心電圖數(shù)據(jù)庫不僅收錄了大量常見異常心電疾病數(shù)據(jù)，還在各類疑難雜癥上匯集病例，補充常見數(shù)據(jù)庫的心電疾病類別，促進人工智能在不同疾病類別尤其在疑難雜癥類病例上的建模與應(yīng)用，在很大程度上完善了心電診斷系統(tǒng)，加速人工智能在心電疾病領(lǐng)域的全覆蓋。

（6）臨床科學研究。研究人員可以利用正常心電圖數(shù)據(jù)庫資源開發(fā)某些參數(shù)值(例如建立QT離散度正常值)，進行其他臨床心電圖研究。

6 討論

對比目前國際上四個標準數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)以下幾點：① 美國MIT-BIH心電數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)準確性和開放性的特點，但每個子數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)量有限，且?guī)靸?nèi)數(shù)據(jù)無法運用通用方式讀取，需搭配網(wǎng)站提供的工具軟件及庫函數(shù)以讀取數(shù)據(jù)[17-18]；② 美國AHA心律失常心電數(shù)據(jù)庫包含兩個系列的共155個心電數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)持續(xù)時間為3 h[19]，且需使用者購買后才能下載數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；③ 歐盟的CSE心電數(shù)據(jù)庫包含1000例短時間的心電記錄，需要購買才能使用；④ 歐盟ST-T心電數(shù)據(jù)庫記錄數(shù)據(jù)的長度、時間頻率、注解、信號以及該病人年齡、性別、疾病信息等，支持對心電圖的在線標注、查看等功能[20]。比較發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫普遍存在數(shù)據(jù)容量有限、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、使用者需購買使用等問題。我們的數(shù)據(jù)庫盡可能規(guī)避這類問題，擴增數(shù)據(jù)含量以滿足科學研究需求，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式以方便用戶使用，并且半公開開放，滿足各類用戶的多元需求。

質(zhì)量控制是確保心電圖數(shù)據(jù)庫具有良好性能，獲取最佳心電數(shù)據(jù)的技術(shù)手段[21-23]。心電數(shù)據(jù)格式的標準化存儲對于臨床驗證工作、科學研究及人工智能的發(fā)展具有重大意義，本數(shù)據(jù)庫對不同的心電數(shù)據(jù)進行標準化格式統(tǒng)一，以利于數(shù)據(jù)庫后續(xù)的廣泛使用，達到數(shù)據(jù)資源共享化的目的。未來在心電數(shù)據(jù)格式標準化的流程質(zhì)量控制層面，影響數(shù)據(jù)格式標準化主要因素的研究、心電圖數(shù)據(jù)格式標準化質(zhì)量控制的優(yōu)秀理論基礎(chǔ)[24-25]的對比，以及國內(nèi)外在CT、影像領(lǐng)域檢測標準規(guī)范的先進經(jīng)驗[26-27]的總結(jié)，將被展開進一步研究和探討，以此完善心電圖數(shù)據(jù)標準化流程質(zhì)量控制，提升準確性。

本項目搭建的心電數(shù)據(jù)庫依托于國家重點研發(fā)計劃數(shù)字診療裝備研發(fā)專項，數(shù)據(jù)庫的搭建需符合國家項目的要求及考核標準。數(shù)據(jù)庫建設(shè)完成后，需遵循國家相關(guān)管理規(guī)定，符合法定程序及規(guī)范要求，考慮根據(jù)需求半公開使用。后續(xù)在數(shù)據(jù)庫的使用范圍、使用規(guī)則、使用權(quán)限等方面，需要管理者根據(jù)用戶需求及實際情況做出具體的評定。

心電數(shù)據(jù)庫當前為常規(guī)性數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)類型包括常規(guī)心電圖、單導、三五導聯(lián)、十二導聯(lián)心電圖。待后期數(shù)據(jù)庫管理逐漸規(guī)范、運行更加成熟后，將展開庫內(nèi)數(shù)據(jù)多元化建設(shè)，如添加動態(tài)心電圖數(shù)據(jù)、心電圖長期監(jiān)測數(shù)據(jù)等多種類心電圖數(shù)據(jù)，并對動態(tài)心電圖的規(guī)范化管理進行探索[28]，完善心電圖數(shù)據(jù)庫的多元化、全覆蓋建設(shè)。

7 結(jié)論

心電圖數(shù)據(jù)庫將國內(nèi)心電圖數(shù)據(jù)標準化、共享化，通過多種方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)積累，為臨床科學研究和數(shù)據(jù)測試、驗證工作等服務(wù)，為心電智能分析算法在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫的建立可以為心電圖檢測設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)、質(zhì)量對比檢測和臨床效用評價提供依據(jù)；為各大企業(yè)提供共享化、標準化的數(shù)據(jù)及技術(shù)支持，大幅降低研發(fā)成本；提供符合國際慣例、規(guī)范的評價手段。同時，心電圖數(shù)據(jù)記錄經(jīng)專家逐拍確認的指標信息，也可為心電圖臨床診斷提供辨識參照。

心電圖數(shù)據(jù)庫大大推進了國內(nèi)在心臟疾病及心血管健康方面的研究，降低心血管的發(fā)病率，提高其預(yù)防的可能，切實提高民眾的健康水平，具有很高的科技、經(jīng)濟、社會效益。

未來數(shù)據(jù)庫建設(shè)完善后，將極大地為心電等醫(yī)學領(lǐng)域賦能。數(shù)據(jù)庫不僅在科學研究、數(shù)據(jù)質(zhì)量對比及算法測試層面提供數(shù)據(jù)支撐，還能為人工智能應(yīng)用領(lǐng)域服務(wù)，支持人工智能心電算法的研究、研發(fā)與優(yōu)化；評估及改進心電設(shè)備智能診斷功能，優(yōu)化心電智能診斷系統(tǒng)等。