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AI 利用标准 MRI 扫描提高帕金森病检测能力

要想准确诊断帕金森症,只需简单的脑部扫描就可以了,这要归功于 AI 驱动的新工具。这一进步可以帮助医生加快检测和治疗速度,为患者提供所需的护理,并改善他们的生活质量。

该机器学习模型由来自佛罗里达大学 (University of Florida) 和顶级医疗中心的团队开发,可分析 MRI 扫描结果,以区分帕金森症、多发性系统衰竭 (MSA) 和渐进性上核性麻痹 (PSP) 。这些情况在脑部扫描的早期阶段通常看起来很相似,导致诊断变得复杂,并导致治疗延迟。

研究报告的资深作者、Parkinson’s Foundation 的医疗顾问兼佛罗里达大学医学中心 Fixel 研究所所长 Michael S. Okun 表示:“这种基于 AI 的技术已经在朝着更实用、更令人兴奋的方向发展。“医生们经常订购脑部 MRI 扫描,作为定期检查潜在神经退行性疾病的一部分。AI 有可能改变这种情况,使其超越医生或放射科医生的视野。”

研究人员在 JAMA Neurology 上发表的一项研究中介绍了这项名为“Automated Imaging Differentiation for Parkinsonism (AIDP)”平台的技术。借助 AIDP,医生可以做出更快、更准确的诊断,而无需依赖侵入性检测或使用放射性追踪器进行专业扫描。通过推进早期检测和治疗,这项工作反映了帕金森症宣传月和世界帕金森症日期间强调的目标。

为了训练 AI,研究人员使用了 645 次脑部扫描,其中 249 次来自新患者,396 次来自早期研究,49 次来自捐赠的大脑。所有患者都已确诊 Parkinson’s、MSA 或 PSP。通过将显示脑组织细微变化的扫描结果与年龄、性别和症状等信息配对,AIDP 找到了区分一种疾病与另一种疾病的标记。

研究主要作者、佛罗里达大学应用生理学和运动学系教授 David Vaillancourt 表示:“AI 可用于检测反映特定疾病病理特征的特定神经退变模式。”

该研究的联合作者兼 UF Digital Worlds Institute 教授 Angelos Barmpoutis 表示,该团队使用 NVIDIA GPU(包括在本地机器上运行 NVIDIA Quadro P400 )运行模型。他们使用搭载 NVIDIA CUDA 和四个 NVIDIA A100 Tensor Core GPU 的 TensorFlow 库分析 MRI 影像体。大规模训练大约需要 36 个小时才能完成。

只需几分钟即可训练模型的最终版本,大约两个小时内即可完成完整的脑部扫描和诊断。

研究人员发现,在 95% 的病例中,AI 工具能够正确识别诊断结果,在某些最具挑战性的情况下,其表现优于神经学家专家团队。在死后病例中,94% 的情况下 AIDP 与确诊疾病相匹配,而仅临床诊断的准确率为 82%。

这种高水平的准确性有助于减少误诊,减轻患者及其家属的情感负担,同时帮助他们更快地走上正确的治疗路径。由于 AI 工具具有广泛采用的潜力 (可在多家医院和各种 MRI 扫描仪中使用) ,因此从大型医院到小型诊所,甚至远程远程医疗服务,基于云的软件都可以集成到护理环境中。

除了诊断之外,它还可能通过确保正确的患者注册来改进临床试验,这是 Parkinson’s 研究中的一项持续挑战。

“AIDP 由 Neuropacs 授权,一旦达到监管门槛,将用于临床环境。它现在可以用于临床试验,以丰富样本,并确保研究包括合适的人。”Vaillancourt 说。

阅读研究《 Automated Imaging Differentiation for Parkinsonism 》。

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