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本文作者: 張利 | 2017-01-20 11:15 |
VR、3D在對于醫(yī)療領(lǐng)域早已不新鮮了,早在2014年,F(xiàn)DA就批準(zhǔn)了一個(gè)使用了先進(jìn)3D功能和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的仿真技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)用在醫(yī)療培訓(xùn)和設(shè)備測試中,但融合的機(jī)器學(xué)習(xí)/人工智能的VR、3D技術(shù)卻沒見過。
雷鋒網(wǎng)AIHealth欄目了解到,倫敦帝國理工學(xué)院開發(fā)了一個(gè)新軟件,可以為每個(gè)病人構(gòu)建一個(gè)虛擬的3D心臟,模仿病人的每次心跳以及與其相關(guān)的功能,在這個(gè)模型中,人工智能能快速發(fā)現(xiàn)與心臟功能有關(guān)的預(yù)測心力衰竭和死亡準(zhǔn)確度最高的因子,該模型中整合了心臟的MRI、血液測試和其他觀測信息。
相比于常規(guī)的方法,機(jī)器學(xué)習(xí)能更快更準(zhǔn)確地預(yù)測嚴(yán)重心臟病患者群體的死亡率。
這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在肺動(dòng)脈高壓患者顯示有效。肺動(dòng)脈高壓如果治療不當(dāng),可能引發(fā)心率衰竭。然而,對于肺動(dòng)脈高壓可能引發(fā)心力衰竭的預(yù)防性治療需要預(yù)測病人的患病率,而這在當(dāng)前的技術(shù)條件下通常是不準(zhǔn)確的。
到目前為止,放射科醫(yī)生要耗費(fèi)大量時(shí)間對心臟功能進(jìn)行評(píng)估,期望可以提前識(shí)別出那些病情惡化處于危險(xiǎn)期的患者。而在最新的研究中,科學(xué)家只需要通過人工智能或是機(jī)器學(xué)習(xí)就可以預(yù)測某個(gè)特定患者的存活率,比傳統(tǒng)技術(shù)更快更準(zhǔn)確。
利用帝國理工學(xué)院Hammersmith醫(yī)院的250名患者數(shù)據(jù),軟件分析每位患者心臟的動(dòng)態(tài)MRI圖,目的是構(gòu)建每次心跳時(shí)與心臟相關(guān)的超過3萬個(gè)功能點(diǎn)。有了這些信息,就能為每個(gè)患者創(chuàng)建一個(gè)虛擬的3D心臟,并且之后軟件能自動(dòng)調(diào)試,找到預(yù)測心力衰竭和死亡最準(zhǔn)確的因子。
倫敦帝國理工學(xué)院的Declan O’Regan博士,也是這篇文章的主要作者。這樣說道,
這是計(jì)算機(jī)第一次分析心臟掃描圖,預(yù)測病人的存活時(shí)間,這可能會(huì)變革心臟病患者的治療方式。
合作作者,LMS的Tim Dawes博士,開發(fā)了支持該軟件的算法。他表示,
電腦在幾秒內(nèi)就可以完成這種分析,完全不需人類參與,自動(dòng)整合來自影像、血液檢測和其他觀測的數(shù)據(jù),它能協(xié)助醫(yī)生在正確的時(shí)間,給正確的患者于正確的治療。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)布在《Radiology》上,結(jié)果表明相比于當(dāng)前的方法,這種機(jī)器學(xué)習(xí)程序能預(yù)測得更快、更準(zhǔn)確。
研究人員說,未來,這種技術(shù)有可能應(yīng)用于其他類型的心臟病患者身上。
他們補(bǔ)充道,這是第一個(gè)通過人工智能去預(yù)測心臟疾病轉(zhuǎn)歸結(jié)果的研究。雖然在癌癥和大腦疾病方面,人工智能發(fā)揮很大的用處,但是對于心臟動(dòng)態(tài)影像圖的分析更加具有挑戰(zhàn)性。
在美國,肺動(dòng)脈高壓影響人數(shù)高達(dá)7000人次,肺動(dòng)脈高壓是各種原因引起的靜息狀態(tài)下右心導(dǎo)管測得的肺動(dòng)脈平均壓(mean pulmonary arterial pressure,mPAP)≥25mmHg的一組臨床病理生理綜合征。由于肺血管重塑引起肺循環(huán)血流動(dòng)力學(xué)改變,最終可導(dǎo)致右心衰竭,甚至死亡。高達(dá)三分之一的患者在確診后5年內(nèi)去世。
未來,這項(xiàng)技術(shù)甚至能用于其他心臟狀況可能轉(zhuǎn)歸的疾病的預(yù)測,Dawes博士補(bǔ)充道,我們想要進(jìn)一步完善這項(xiàng)技術(shù),使其可以應(yīng)用在許多其他的心臟疾病中。我們想要探索,是否有更好的預(yù)測方法以指導(dǎo)疾病治療,從而讓人活得更久。
這個(gè)團(tuán)隊(duì)目前利用不同醫(yī)院的數(shù)據(jù)來測試這個(gè)軟件,以驗(yàn)證其研究結(jié)果。
研究的終極目標(biāo)是:軟件不僅能預(yù)測存活率,還能預(yù)測出對于每位患者而言,采取哪種治療手段的效果最好。
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