人工智能可在診斷前六年預(yù)測阿爾茨海默氏病

研究人員在11月6日的《放射學(xué)》雜志上報(bào)道說，使用來自1,000多名阿爾茨海默氏病(AD)患者的影像數(shù)據(jù)開發(fā)的深度學(xué)習(xí)算法，可以在醫(yī)生最終確定診斷結(jié)果的六年后準(zhǔn)確預(yù)測AD的存在。

加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的資深作者本杰明·弗朗克(Benjamin L. Franc)醫(yī)學(xué)博士及其同事在該雜志上寫道，雖然全球公認(rèn)的是，及時(shí)診斷與阿爾茨海默氏病患者的預(yù)后有關(guān)，但是醫(yī)生幾乎沒有早期發(fā)現(xiàn)疾病的工具。 。但是，在過去的十年中，人工智能迅速崛起，并具有通過單擊按鈕來處理大量成像數(shù)據(jù)的能力。

Franc等人說：“人們廣泛認(rèn)識(shí)到，深度學(xué)習(xí)可能有助于解決日益增加的復(fù)雜性和成像數(shù)據(jù)量，以及受過訓(xùn)練的成像醫(yī)師的不同專長。”說過。“盡管已經(jīng)開發(fā)和驗(yàn)證了整合到臨床流程中的能力，但人們已經(jīng)做出了巨大的努力，將深度學(xué)習(xí)應(yīng)用于許多疾病和影像類型，例如，通過乳腺X光檢查進(jìn)行乳腺癌檢測，通過CT進(jìn)行肺結(jié)節(jié)檢測以及通過放射照相進(jìn)行髖部骨關(guān)節(jié)炎分類。

“機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在復(fù)雜的發(fā)現(xiàn)模式中的應(yīng)用，例如在大腦功能性PET成像中發(fā)現(xiàn)的模式，才剛剛開始探索。”

Franc的UCSF團(tuán)隊(duì)和加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員訓(xùn)練了一種AI算法，該算法使用了2109個(gè)獨(dú)立的氟18-氟脫氧葡萄糖(F-FDG)PET研究數(shù)據(jù)庫來預(yù)測AD的發(fā)病，該研究在2005年至2017年之間登錄了阿爾茨海默氏病神經(jīng)成像計(jì)劃該算法使用了90%的數(shù)據(jù)集進(jìn)行了訓(xùn)練，并在剩余的10%上進(jìn)行了測試。

研究人員還運(yùn)行了一個(gè)獨(dú)立的測試集，其中包括40位來自該算法從未研究過的患者的F-FDG PET檢查。在該分析中，在對AD進(jìn)行最終診斷之前，該工具平均75.8個(gè)月(6.3年)達(dá)到了82%的特異性和100%的敏感性。

“此外，在預(yù)測獨(dú)立測試裝置上AD的最終診斷時(shí)，它在接收器工作特性空間中的表現(xiàn)優(yōu)于三臺(tái)放射學(xué)閱讀器，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，” Franc等人。寫道。“通過對更大，更多樣化的數(shù)據(jù)集進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證，該算法可能能夠增強(qiáng)放射科醫(yī)生閱讀器的性能并改善對AD診斷的預(yù)測，從而為早期干預(yù)提供機(jī)會(huì)。”

研究小組表示，他們的研究結(jié)果將有助于在所有癥狀出現(xiàn)之前識(shí)別出阿爾茨海默氏癥，從而導(dǎo)致大腦容量的損失如此之大，以至于無法干預(yù)。他們說，他們下一步計(jì)劃訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)算法，以識(shí)別AD特有的其他生物標(biāo)志物，例如β-淀粉樣蛋白和tau蛋白的積累，異常的蛋白團(tuán)塊和大腦中的“纏結(jié)”。

Franc及其同事目前表示，他們的新方法可以與其他生化和影像學(xué)檢查結(jié)合使用，以對阿爾茨海默氏病患者進(jìn)行早期治療干預(yù)。

“隨著對多機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)和模型校準(zhǔn)的進(jìn)一步大規(guī)模外部驗(yàn)證，該算法可以集成到臨床工作流程中，并作為重要的決策支持工具，以幫助放射學(xué)讀者和臨床醫(yī)生從F-FDG PET中早期預(yù)測AD成像研究”，他們寫道。