要想準確診斷帕金森癥,只需簡單的腦部掃描就可以了,這要歸功于 AI 驅動的新工具。這一進步可以幫助醫生加快檢測和治療速度,為患者提供所需的護理,并改善他們的生活質量。
該機器學習模型由來自佛羅里達大學 (University of Florida) 和頂級醫療中心的團隊開發,可分析 MRI 掃描結果,以區分帕金森癥、多發性系統衰竭 (MSA) 和漸進性上核性麻痹 (PSP) 。這些情況在腦部掃描的早期階段通常看起來很相似,導致診斷變得復雜,并導致治療延遲。
研究報告的資深作者、Parkinson’s Foundation 的醫療顧問兼佛羅里達大學醫學中心 Fixel 研究所所長 Michael S. Okun 表示:“這種基于 AI 的技術已經在朝著更實用、更令人興奮的方向發展。“醫生們經常訂購腦部 MRI 掃描,作為定期檢查潛在神經退行性疾病的一部分。AI 有可能改變這種情況,使其超越醫生或放射科醫生的視野。”
研究人員在 JAMA Neurology 上發表的一項研究中介紹了這項名為“Automated Imaging Differentiation for Parkinsonism (AIDP)”平臺的技術。借助 AIDP,醫生可以做出更快、更準確的診斷,而無需依賴侵入性檢測或使用放射性追蹤器進行專業掃描。通過推進早期檢測和治療,這項工作反映了帕金森癥宣傳月和世界帕金森癥日期間強調的目標。
為了訓練 AI,研究人員使用了 645 次腦部掃描,其中 249 次來自新患者,396 次來自早期研究,49 次來自捐贈的大腦。所有患者都已確診 Parkinson’s、MSA 或 PSP。通過將顯示腦組織細微變化的掃描結果與年齡、性別和癥狀等信息配對,AIDP 找到了區分一種疾病與另一種疾病的標記。
研究主要作者、佛羅里達大學應用生理學和運動學系教授 David Vaillancourt 表示:“AI 可用于檢測反映特定疾病病理特征的特定神經退變模式。”
該研究的聯合作者兼 UF Digital Worlds Institute 教授 Angelos Barmpoutis 表示,該團隊使用 NVIDIA GPU(包括在本地機器上運行 NVIDIA Quadro P400 )運行模型。他們使用搭載 NVIDIA CUDA 和四個 NVIDIA A100 Tensor Core GPU 的 TensorFlow 庫分析 MRI 影像體。大規模訓練大約需要 36 個小時才能完成。
只需幾分鐘即可訓練模型的最終版本,大約兩個小時內即可完成完整的腦部掃描和診斷。
研究人員發現,在 95% 的病例中,AI 工具能夠正確識別診斷結果,在某些最具挑戰性的情況下,其表現優于神經學家專家團隊。在死后病例中,94% 的情況下 AIDP 與確診疾病相匹配,而僅臨床診斷的準確率為 82%。
這種高水平的準確性有助于減少誤診,減輕患者及其家屬的情感負擔,同時幫助他們更快地走上正確的治療路徑。由于 AI 工具具有廣泛采用的潛力 (可在多家醫院和各種 MRI 掃描儀中使用) ,因此從大型醫院到小型診所,甚至遠程遠程醫療服務,基于云的軟件都可以集成到護理環境中。
除了診斷之外,它還可能通過確保正確的患者注冊來改進臨床試驗,這是 Parkinson’s 研究中的一項持續挑戰。
“AIDP 由 Neuropacs 授權,一旦達到監管門檻,將用于臨床環境。它現在可以用于臨床試驗,以豐富樣本,并確保研究包括合適的人。”Vaillancourt 說。