阿尔茨海默病是最常见的神经退行性疾病之一。据估计,美国目前有570 万人想这种病,到2050年,这一数字可 能还会翻番。治疗阿尔兹海默病的方法仍然十分有限,能否在疾病早期做出诊断,对治疗十分重要。但是,现在还没 有诊断阿尔茨海默病的活体检测手段,医生不得不进行大量临床和神经心理学的测试。因此,基于人工智能开发大脑成像识别技术(判断是否存在阿尔茨海默病)逐渐成为研究热点。
在加利福尼亚大学旧金山分校,研究人员已经成功开发出了一种人工算法, 可以从正电子断层扫描(PET)成像中 识别大脑葡萄糖消耗量的降低。这是阿尔茨海默病的早期症状之一。在研究中,这种算法几乎准确地预测了所有最终发展成阿尔茨海默病的案例。
在PET成像时,受试者会摄入或被注入痕量放射性材料,以此产生关于新陈代谢、内循环或其他细胞级活动的三维图像。这项研究的共同作者、 旧金山分校的放射科医生孙载皓JaeHo Sohn)说,人工智能非常适合用于PET,因为在阿尔茨海默病造成神经组织退化前数年,大脑的新陈代谢就已经 发生了细微的变化,而神经科医生很难发现这些变化。
研究人员以2100张PET图像为基础 (来自1000位55岁及以上的患者),训 练和测试了算法。这些图片来自一项为 期12年的研究,追踪了最终可能被诊断 为阿尔茨海默病的人群、记忆力轻微下 降的人群,以及健康的对照组人群。
研究人员以其中90%的数据训练算 法,又以剩余10%的数据对算法进行测 试。此后,还以40名患者在10年间的 监测数据为第二个独立数据,做了新的测试。这种算法非常灵敏,针对两组数 据在6年内确诊为阿尔获海默病的病例,算法的识别率分别达到了81%和100%。
这种算法基于“深度学习”,而深度学习是以人工神经网络为基础,让系统从标记好的案例中自动学习的过程。意大利国家研究委员会(Italy's National Research Council)的物理学 家克里斯蒂安·萨尔瓦托雷(Christian Salvatore,并未参与此研究)说,“在首批基于深度学习的阿尔茨海默病诊断应用中,这是最有潜力的算法之一。在确诊轻度及晚期患者时,这套模型的表 现良好。但是想要在早期做出诊断,仍然是整个领域需要共同面对的关键问题 之一。”
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