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智影医疗新成果:IMTL模型有望让阿尔兹海默症提前预测!

| 2020-07-27

中国人工智能初创企业深圳市智影医疗科技有限公司推出了一种新的人工智能阿尔兹海默症(AD)预测模型,通过在阿尔茨海默病的前期阶段轻度认知障碍(MCI)中预测出AD的发生,从而提早干预和诊断,提高老年人的生活质量。

在7月17日于美国洛杉矶举行的国际痴呆领域规模最大的阿尔茨海默病协会国际会议(AAIC)年度会议上,智影医疗首席技术官刘远明博士公布了这项实验的最新研究成果,并作了《Identification of Fast Converters Among MCI Patients By Integrating Incomplete Multi-Modality Image Data Using a Longitudinal Transfer Learning Model》(用纵向迁移学习模型整合不完整的多模态图像数据来识别MCI患者中的快速转化者)的报告。

这种模型首次亮相。它的创新之处在于,这是全球内首个使用MCI多模态数据并在这基础上提供一个迁移学习新技术来解决多模态数据不完整的问题,使小样本数据得到最大限度利用,从而获取一个精准预测阿尔兹海默症进化速度的模型,协助医生进行阿尔茨海默病的诊断和预后。

该模型突显出中国人工智能技术在阿尔兹海默症疾病应用方面保持国际领先水平。

据悉,这项研究从2016年开始至今,与美国MS Technologies Corporation公司、亚利桑那州立大学、美国班纳阿尔茨海默病研究所和上海同济医院共同开展联合科研实验并推动科研成果转化,相关论文成果已经发表在Translational research 期刊上,并得到了美国国立卫生研究院(NIH)的基金资助。

新研究突破阿尔茨海默病不可逆,早期防控能增加10年有效生存期

现今,在中国有超过900万失智人口(其中阿尔茨海默病患者占主体),而且这个数字还在上涨。每3秒钟就有1例新发阿尔茨海默病患者将被诊断。大于60岁的老年人群当中,每增加5岁,阿尔茨海默病的患病率会增加一倍,80岁以上老年人的发病率可达20%-30%。

不光是发病率高,阿尔茨海默病是目前全球范围几种非常罕见的让人束手无策的疾病之一。发病前期和正常衰老的表现非常相似,起病缓慢而隐匿,患病人口中只有四分之一的人被诊断,大多数病人被确诊时已经处于疾病晚期,并且该病是一种不可逆的疾病,一旦得上,脑功能就不可能再恢复正常。

正是因为它的不可逆,刘远明博士研究团队希望利用AI技术实现阿尔茨海默病的防治,尽可能早的发现疾病端倪从而提供早期预警检测系统来改变这一种现状,比如在发现阿尔茨海默病的前期阶段轻度认知障碍(MCI)过程中可以预测出疾病未来的发生几率。

“目前,还没有一种药物可以治愈老年痴呆,但我们可以从初期阻止高风险人群罹患痴呆或者推迟它的发生,为患者多争取高质量的生存时间,这项研究未来有可能为老年痴呆症病人争取10年宝贵的治疗和预防时间。”刘远明说。

开创使用不完整多模态数据的AI技术先河,与上海同济医院、梅奥医学中心等合作

多模态数据的模态不完整性是制约AI技术用于阿尔茨海默病的早期预测和预后发展的一个重要因素。由于各种原因,比如,医保限制问题、患者治疗中断和随访困难、医院缺乏成像设备、各家医院形成数据孤岛等,导致现存的大多数多模态数据是不完整的。

智影医疗CTO刘远明博士

但多模态数据有它独特的优势。与单一模态的数据相比,多模态数据能够提供更加全面的脑部变化的互补信息。“比如说,如果FDG-PET结合人工智能可以早期预测阿尔兹海默症,那么β-淀粉样蛋白斑块PET和MRI就能够从另一个维度提升预测的精度。”刘远明解释。

“针对多模态数据(MRI图像、FDG-PET图像、淀粉样蛋白-PET图像)的不完整性,我们使用新迁移学习方法开发了算法模型IMTL,使之用很小的数据量也能得到优异的训练效果。相比其他研究的AI模型, IMTL模型更容易计算出患者在未来恶化为阿尔茨海默病的概率。我们用该模型预测6年内由MCI转化为AD的可能性,效果非常好。模型应用于阿尔茨海默病早期预后的准确性也很高。”

智影医疗目前正在联合上海同济医院、梅奥医学中心等多家医院为用此模型开发的非侵入性潜在老年痴呆症早期检测系统进行临床实验,随着未来有更多的样本和算法进一步的测试,这个人工智能系统会变得更加精确和可靠,将造福千万的患阿尔兹海默症人群。

不止步于老年痴呆预测,智影医疗AI技术领先辐射多个病种预防

智影医疗成立于2014年,是位于深圳专注于人工智能智能精准影像医学的企业,将计算机视觉和图像处理技术应用于疾病预防、早诊断和治疗评估,研发人员最开始是深圳市海外高层人才创新创业“孔雀团队”。不久前,该公司的肺结核AI产品作为2019前沿领域科技成果被中国科协推荐使用。

据智影医疗负责人说,肺结核在中国基层依然是最常见的传染疾病,该公司最早和防控机构合作提供基层肺结核筛查及诊疗的一体化解决方案,现在有包括基于胸片和CT的筛查系统、基于痰检的检测系统和对比分析的疗效追踪系统,覆盖了肺结核的筛查、早诊断和治疗评估。这是人工智能技术在全国范围内第一次用于落实国家扶贫政策的应用。

智影目前与国内300多家医院合作,在临床环境下进行产品试验检测。去年11月,智影宣布与青海在肺结核研究方面展开合作,建立了省级医院下联70多家基层医院的医联体服务模式,使其人工智能产品经受数据多样性大批量的临床考验。

在肺部产品方面,2017年智影推出了“肺管家”产品,首次实现了基于人工智能技术对胸片多疾病包括肺炎、结节、早期肺癌、心脏肥大、结核等多种异常全自动分析系统,并为无临床症状的患者评估多种疾病短期患病风险。

除了预测早期老年痴呆症外,智影医疗关注的预测疾病领域还包括早期乳腺癌,用于预测未来三年内变成癌症的可能性,如果风险较高,则建议做进一步的精准检查。

刘远明说:“对于AI医疗如何先行落地,将疾病的风险预测作为发展发向或许是一个突破口。”

目前,智影正在全国范围内开展疾病风险预测项目。

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