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如今,人工智能(AI)已經(jīng)在醫(yī)療行業(yè)得到的應(yīng)用,從行政管理(如優(yōu)化醫(yī)療編碼)到臨床應(yīng)用(如提升放射科醫(yī)生對(duì)醫(yī)學(xué)影像的分析能力),AI 可以幫助醫(yī)療系統(tǒng)提高效率、優(yōu)化資源配置。AI 在醫(yī)療領(lǐng)域的另一個(gè)重大突破方向是預(yù)測(cè)性 AI,即利用數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn),從而推動(dòng)醫(yī)療模式從診斷疾病向主動(dòng)預(yù)防轉(zhuǎn)變。
Apple Heart Study 的共同首席研究員、斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)教授明圖·圖拉基亞博士(Dr. Mintu Turakhia),在患者護(hù)理、臨床試驗(yàn)、數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能、醫(yī)療設(shè)備監(jiān)管及數(shù)字健康產(chǎn)品的創(chuàng)建和商業(yè)化方面擁有 25 年以上的經(jīng)驗(yàn)。他認(rèn)為,未來(lái),人工智能的重點(diǎn)將從診斷疾病轉(zhuǎn)向預(yù)測(cè)健康風(fēng)險(xiǎn),從而推動(dòng)主動(dòng)性和預(yù)防性醫(yī)療的發(fā)展。
人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的最初突破主要集中在分類任務(wù),即通過(guò)模式識(shí)別來(lái)診斷疾病。例如: 醫(yī)學(xué)影像分析:深度學(xué)習(xí)算法在 X 光片、超聲波或心電圖(ECG) 的診斷能力上,往往可以超越人類醫(yī)生。 病理學(xué)檢測(cè):AI 已廣泛用于檢測(cè) 肺部結(jié)節(jié)、乳腺癌、腦卒中 等疾病,提高篩查效率。 電子健康記錄(EHR)分析:AI 還能從電子病歷中提取關(guān)鍵信息,輔助醫(yī)生進(jìn)行疾病診斷和治療方案決策。 然而,預(yù)測(cè)能力遠(yuǎn)比診斷更具挑戰(zhàn)性,因?yàn)樗婕伴L(zhǎng)期健康趨勢(shì)建模、個(gè)體化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和多因素綜合分析。 預(yù)測(cè)性 AI 的核心目標(biāo)是評(píng)估患者未來(lái)發(fā)生疾病或臨床事件的風(fēng)險(xiǎn),而不僅僅是識(shí)別當(dāng)前疾病。例如: 心電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù):即使目前未檢測(cè)到房顫(AF),AI 仍然可以從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)未來(lái)罹患房顫的風(fēng)險(xiǎn)信號(hào)。 生命體征、睡眠模式和活動(dòng)數(shù)據(jù):這些數(shù)據(jù)不僅能用于健身或睡眠追蹤,還可以預(yù)測(cè)未來(lái)因心力衰竭住院的風(fēng)險(xiǎn)。 要實(shí)現(xiàn)這一預(yù)測(cè)能力,AI 需要整合多種數(shù)據(jù)源,并將其與臨床結(jié)果相關(guān)聯(lián)。目前,醫(yī)療數(shù)據(jù)仍然是孤立的,如影像數(shù)據(jù)、ECG、智能手表數(shù)據(jù)、電子病歷和醫(yī)保住院數(shù)據(jù)等都分別存儲(chǔ)。如果能在患者層面整合這些數(shù)據(jù),就可以構(gòu)建多維度、縱向的數(shù)據(jù)集,從而訓(xùn)練 AI 模型進(jìn)行更精準(zhǔn)的健康風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。 如何實(shí)現(xiàn) AI 預(yù)測(cè)健康風(fēng)險(xiǎn)?——以心電監(jiān)測(cè)為例 第一步:心律失常的 AI 診斷 早在 2019 年《Nature Medicine》 期刊(Hannun AW et al.)的研究中,就已證實(shí) AI 可用于高效診斷心律失常(AF),并在后續(xù)研究中進(jìn)一步優(yōu)化了算法。 第二步:預(yù)測(cè)未來(lái)的房顫風(fēng)險(xiǎn) AI 還可以檢測(cè)微小的心臟結(jié)構(gòu)和電信號(hào)變化,這些變化可能意味著未來(lái)罹患房顫的可能性增加。通過(guò)持續(xù) 14 天的心電圖監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),AI 可以識(shí)別人類醫(yī)生難以察覺(jué)的細(xì)微模式,從而預(yù)測(cè)未來(lái)房顫的可能性。 第三步:擴(kuò)展到更廣泛的健康風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè) AI 進(jìn)一步結(jié)合其他生物指標(biāo),可以預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)生中風(fēng)或心力衰竭的可能性,因?yàn)檫@兩種疾病通常由房顫引發(fā)。 通過(guò) AI 監(jiān)測(cè)生命體征數(shù)據(jù),可以在心衰惡化前提供預(yù)警,讓醫(yī)生提前干預(yù),避免住院風(fēng)險(xiǎn)。 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)患者健康數(shù)據(jù)的做法早在 30 多年前就已存在。上世紀(jì) 90 年代,植入式心臟設(shè)備(如起搏器和除顫器)的制造商就開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 如今,隨著傳感器微型化的發(fā)展,遠(yuǎn)程健康監(jiān)測(cè)變得更加普及: 如智能手表 可檢測(cè)持續(xù)的不規(guī)則脈搏,并提醒用戶可能存在房顫風(fēng)險(xiǎn),使其盡早就醫(yī)。 AI + 可穿戴設(shè)備 結(jié)合 ECG、生命體征、睡眠數(shù)據(jù)等信息,建立長(zhǎng)期健康模型,以便在臨床事件發(fā)生前就識(shí)別健康風(fēng)險(xiǎn)。 例如:預(yù)測(cè)房顫、心力衰竭或睡眠呼吸暫停的發(fā)生。 監(jiān)測(cè)慢?。ㄈ缣悄虿 ⒏哐獕海┑膼夯厔?shì),并在住院風(fēng)險(xiǎn)增加時(shí)預(yù)警。 然而,AI 預(yù)測(cè)模型必須足夠精準(zhǔn),否則可能會(huì)造成誤報(bào),影響醫(yī)生的判斷。 未來(lái),預(yù)測(cè)性 AI 可以應(yīng)用在兩個(gè)主要層面: (1)患者級(jí)別:精準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 目前,醫(yī)生依賴于傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具,但它們僅考慮少數(shù)變量,預(yù)測(cè)能力有限。 AI 通過(guò)整合數(shù)百個(gè)變量(如基因、ECG、生命體征),計(jì)算更精準(zhǔn)的個(gè)性化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分,幫助醫(yī)生做出更好的治療決策。如,AI 可確保所有房顫患者都接受符合指南的抗凝治療,從而降低中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。 (2)人群級(jí)別:優(yōu)化醫(yī)療資源 預(yù)測(cè)性 AI 可篩選高風(fēng)險(xiǎn)人群,提前采取預(yù)防措施,降低急診和住院率。 一些醫(yī)療系統(tǒng)正在測(cè)試生成式 AI 代理(如虛擬護(hù)士),用于遠(yuǎn)程隨訪和慢病管理,提升患者依從性。 預(yù)測(cè)性 AI 正在推動(dòng)醫(yī)療模式從 “被動(dòng)診療” 向 “主動(dòng)預(yù)防” 過(guò)渡。AI 需要整合多維度健康數(shù)據(jù),并進(jìn)行長(zhǎng)期趨勢(shì)分析,才能實(shí)現(xiàn)真正精準(zhǔn)的健康風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。 未來(lái),預(yù)測(cè)性 AI 將與醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備、可穿戴設(shè)備深度融合,形成更全面的智能醫(yī)療生態(tài)。 總之,AI 不是要取代醫(yī)生,而是要讓醫(yī)生更聰明、更高效。隨著 AI 預(yù)測(cè)能力的不斷成熟,醫(yī)療保健將變得更精準(zhǔn)、更普惠,讓每個(gè)人都能更早發(fā)現(xiàn)健康風(fēng)險(xiǎn),享受更長(zhǎng)壽、更健康的生活。從模式識(shí)別到診斷輔助
從診斷到健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
早期干預(yù)和預(yù)防價(jià)值巨大
遠(yuǎn)程醫(yī)療 + AI:讓預(yù)測(cè)變得觸手可及
預(yù)測(cè)性 AI 的臨床應(yīng)用方向
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