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機(jī)器學(xué)習(xí)新算法：一次腦部掃描即可診斷阿爾茨海默病

2022-06-22 10:02:20來源：科技日?qǐng)?bào)  

英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院研究人員開發(fā)出一種機(jī)器學(xué)習(xí)新算法，通過一次腦部掃描觀察大腦內(nèi)的結(jié)構(gòu)特征(包括以前認(rèn)為與阿爾茨海默病無關(guān)的區(qū)域)，即可診斷出阿爾茨海默病。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其簡(jiǎn)單性，并且可在很難診斷的早期階段就識(shí)別出疾病。研究成果發(fā)表在開放獲取專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《通訊·醫(yī)學(xué)》上。

醫(yī)生目前使用大量測(cè)試來診斷阿爾茨海默病，包括記憶和認(rèn)知測(cè)試以及腦部掃描。掃描主要用于檢查大腦中的蛋白質(zhì)沉積和海馬體收縮，海馬體是與記憶相關(guān)的大腦區(qū)域，所有這些測(cè)試可能都需要幾周的時(shí)間來安排和處理。但此次新開發(fā)的方法，只需在大多數(shù)醫(yī)院常見的標(biāo)準(zhǔn)1.5特斯拉機(jī)器上進(jìn)行磁共振成像(MRI)腦部掃描。

研究人員采用了一種用于分類癌癥腫瘤的算法，并將其應(yīng)用于大腦。他們將大腦分為115個(gè)區(qū)域，分配了660個(gè)不同的特征，例如大小、形狀和紋理，以評(píng)估每個(gè)區(qū)域。然后他們訓(xùn)練算法識(shí)別這些特征的變化，以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)阿爾茨海默病。

利用阿爾茨海默病神經(jīng)影像學(xué)計(jì)劃的數(shù)據(jù)，該團(tuán)隊(duì)對(duì)400多名早期和晚期阿爾茨海默病患者、健康對(duì)照組和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者(包括額顳葉癡呆和帕金森病)進(jìn)行了腦部掃描。

研究發(fā)現(xiàn)，在98%的病例中，僅基于MRI的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，就可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)患者是否患有阿爾茨海默病。它還能夠在79%的患者中以相當(dāng)高的準(zhǔn)確度區(qū)分早期和晚期阿爾茨海默病。

這一新系統(tǒng)成功發(fā)現(xiàn)了以前認(rèn)為與阿爾茨海默病無關(guān)的大腦區(qū)域，譬如小腦(大腦中協(xié)調(diào)和調(diào)節(jié)身體活動(dòng)的部分)和腹側(cè)間腦(與感官、視覺和聽覺相關(guān))產(chǎn)生的變化，為研究這些區(qū)域與阿爾茨海默病的聯(lián)系開辟了潛在的新途徑。

總編輯圈點(diǎn)：

先是出現(xiàn)了一些跡象，然后是明確的癥狀，比如記憶力減退、脾氣大變、認(rèn)知功能障礙，再進(jìn)行檢查，比如腦電圖檢查、頭顱CT、磁共振和生物標(biāo)志物檢查，來明確一個(gè)診斷——是否為阿爾茨海默病。如今，用普通的儀器加上機(jī)器學(xué)習(xí)新算法，能將確診所需的檢查和所耗的時(shí)間大幅減少，相信也能減輕一些家屬的心里煎熬。同時(shí)，這套學(xué)習(xí)系統(tǒng)還新發(fā)現(xiàn)了大腦一些區(qū)域和阿爾茨海默病的聯(lián)系，它不僅能輔助確診，還有望將阿爾茨海默病的研究帶向新領(lǐng)域。

責(zé)任編輯：hnmd003

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