AI增强心电图可能检测早衰和认知能力下降：研究

根据一项将在美国卒中协会国际卒中会议2025上展示的初步研究，心电图（ECG）测试可以与人工智能（AI）模型结合，用于检测早衰和认知能力下降。

卒中可能导致与年龄相关的认知能力下降，影响生活质量及功能。心电图（ECG）用于测量心跳的电活动。每次心跳时，都会有一个电信号（或“波”）穿过心脏。研究人员设计了一种深度神经网络（DNN）的人工智能模型，用以从心电图数据预测人们的生物年龄（身体细胞和组织的年龄）。

“不同于基于生活年数的生理年龄，ECG年龄反映了心脏的功能状态，甚至可能是整个有机体在组织水平上的状态，提供了关于衰老和健康状况的见解”，该研究的主要作者、马萨诸塞大学陈氏医学院医学系临床研究协调员Bernard Ofosuhene说。

此前的研究发现，ECG年龄可以帮助预测心脏病和死亡率。在这项新研究之前，人们对ECG年龄与认知障碍之间的关系知之甚少。

研究人员分析了英国生物银行（UK Biobank）超过63,000名参与者的数据。英国生物银行是一项针对50多万名志愿者的大型持续性研究，这些志愿者在40至69岁之间报名参加。参与者接受了多项认知测试。为了确保认知数据能准确捕捉到参与者在估计其ECG年龄时的认知状态，认知表现分析与心电图测试的时间相吻合，并使用人工智能模型确定他们的ECG年龄。

根据ECG年龄结果与实际年龄的比较，参与者被分为三组：正常衰老、加速ECG衰老（比实际年龄老）、减速ECG衰老（比实际年龄年轻）。

分析发现，与正常衰老组相比，基于ECG年龄：

• 比实际年龄年轻的组在8项认知测试中的6项表现更好；

• 比实际年龄老的组在8项认知测试中的6项表现更差。

Ofosuhene表示：“有很多可用于卒中治疗的心电图数据，我鼓励医疗专业人员使用这些数据寻找认知能力下降的迹象。这样做可能会帮助早期诊断和及时干预。”

该研究存在一些局限性。由于分析对象为43至85岁的人群（英国生物银行子集分析的年龄段），因此尚不清楚这些发现是否适用于其他年龄段。这项横断面研究的所有测量都是在同一时间进行的，无法提供随时间变化的认知功能信息。此外，英国生物银行参与者的结果可能无法推广到其他人群。

“未来的研究中，我们计划调查性别差异是否会影响ECG年龄与认知表现之间的关系。考虑到大多数英国生物银行参与者为欧洲血统，我们还希望确定我们的发现是否能在更多样化的人群中得到复制”，Ofosuhene说。

“研究人员越来越认识到心脏和大脑健康之间的强烈联系。这项研究表明，当AI分析心电图数据时，较高的生物年龄与较差的认知表现相关。使用心电图数据评估认知能力似乎是一个未来主义的想法。如果这项研究得到验证，它可能会产生几个重要结果。例如，在医生办公室或通过可穿戴设备远程收集的心电图数据可以帮助在家或缺乏神经心理专家的农村地区评估认知能力。此外，使用心电图数据和AI可能比传统神经心理学评估更快、更客观。然而，一个重要的问题是：心电图数据能否预测未来的认知能力下降？回答这个问题可能会带来有价值的治疗方法，因为某些心电图问题是可以修复的”，芝加哥伊利诺伊大学医学院神经学和康复教授Fernando D. Testai博士说。Testai并未参与此项研究。

研究详情、背景或设计：

• 研究人员在2023年8月至2024年7月期间分析了63,800名参与者（平均年龄65岁，52%为女性）。大多数参与者为英国生物银行中的白人欧洲裔，该银行是一项针对50多万名志愿者的大型持续性研究，这些志愿者于2006年至2010年间报名参加。

• 缺少或无效的心电图或认知数据的生物银行参与者被排除在本研究之外。

• 正常衰老组有15,563名成年人，加速衰老组有24,671名参与者，减速衰老组有23,566人。

• 本研究分析了8项认知测试。部分英国生物银行参与者接受了更多测试。调整后的认知测试结果按年龄、性别和教育水平进行了比较。

(全文结束)