AI助力痴呆症早期诊断:解锁脑电图中的“隐藏信息”

随着痴呆症日益普遍,梅奥诊所的研究人员相信人工智能是实现更早、更快速诊断的关键。

通过将人工智能与脑电图 (EEG) 测试相结合,位于明尼苏达州罗切斯特的梅奥诊所神经病学人工智能计划 (NAIP) 团队能够比人工分析更早地识别出特定类型的痴呆症。

根据该医院的一份新闻稿,基于这些发现,脑电图最终可能提供一种更便捷、更经济、更无创的方式来更早地评估大脑健康状况。

这项研究于上周发表在《脑部通讯》杂志上。

小标题:脑电图检测痴呆症

在脑电图检查中,技术人员会将小型金属电极附着在患者的头皮上,以测量大脑中的电活动。

该测试会产生代表大脑电脉冲的波浪线记录。

明尼苏达州梅奥诊所人工智能项目主任、专门从事行为神经病学的临床医生大卫·琼斯博士表示,脑电图主要用于诊断癫痫,但也可用于识别其他脑部疾病。

该诊所每年进行数千次脑电图检查,以评估神经问题患者。

琼斯在接受福克斯新闻数字采访时表示,众所周知,阿尔茨海默病或路易体痴呆症引起的痴呆或认知问题患者的脑电波模式会发生变化。

“然而,提取这些信息需要大量专业分析、专业知识和手工劳动,因此阿尔茨海默病和痴呆症通常不会在脑电图中进行评估。”

琼斯说,在这项研究中,研究人员着手使用计算机算法在患者的脑电波中查找“隐藏信息”,而无需手工劳动。

小标题:人工智能助力脑电图分析

这款人工智能工具是在梅奥诊所内部构建的,它接受了超过 11,000 名患者十多年的脑电图数据的训练。

在分析复杂的脑电波时,该模型识别出六种特定模式,这些模式出现在阿尔茨海默病或路易体痴呆症患者中,而没有认知问题的人群中没有发现这些模式,琼斯说。

通过观察认知测试、血液生物标记物和脑部 PET 扫描等其他测量值,证实了这种相关性。

琼斯说,总体而言,人工智能工具将脑电图读取时间减少了 50%,并且“非常显著”地提高了这些读取的准确性。

琼斯表示:“这告诉我们,在临床上获取的脑电图中还有许多未使用的信息,我们可以自动提取这些信息——现在我们可以开始构建更好的工具、算法和方法。”

这位神经学家表示,如果不借助人工智能或机器学习技术,以规模化方式执行此类分析将“非常困难”。

小标题:人工智能在痴呆症诊断中的应用

哈维·卡斯特罗是一位总部位于达拉斯的急诊医学委员会认证医生,也是人工智能在医疗保健领域的全国演讲者,他并未参与该研究,但他将梅奥诊所的研究称为“向前迈出的重要一步”。

他告诉福克斯新闻数字:“这项技术可以快速准确地分析脑电波模式,识别早期痴呆症征兆,这些征兆通常是肉眼看不到的。”

作为一名急诊科医生,卡斯特罗表示,由于解读结果需要时间,他通常不使用脑电图。

他说:“然而,人工智能技术允许快速处理大量数据,从而更快、更明智地对患者的认知健康做出决策。”

“因此,我可以看到这将成为我在急诊室可使用的新工具。”

卡斯特罗认为,人工智能驱动的脑电图分析可能成为农村和服务欠缺地区的“游戏规则改变者”。

“它提供了一种经济高效、无创的方法来早期筛查认知问题,而 MRI 或 PET 扫描等先进诊断工具受到限制。”

琼斯表示,最终目标是将这种人工智能驱动的脑电图分析纳入痴呆症测试的“多模式”方法中。

他告诉福克斯新闻数字:“这意味着能够将脑部扫描、血液检测、认知测试和脑电波建模成大脑健康的完整模型。”

下一步是将人工智能工具应用于常规临床实践。

琼斯说:“因此,如果您来这里接受癫痫或睡眠研究的脑电图检查,我们还将能够同时告诉您一些关于您的认知健康状况的信息,以及我们是否看到一些意味着您可能需要去看行为神经学家的东西。”

这位神经学家展望未来,认为脑电图将成为一项“高度可扩展且便携”的技术,人们甚至可以在远程进行认知评估——“就像您在自己的家中测量血压或心率一样”。

琼斯指出,在该技术得到广泛应用之前,还需要进行数年的研究。

尽管这种技术具有优势,但卡斯特罗告诫说,将人工智能整合到临床实践中存在挑战。

他告诉福克斯新闻数字:“这些挑战包括医疗保健专业人员需要接受大量培训才能有效使用这些工具,以及可能过度依赖人工智能而牺牲临床判断。”

卡斯特罗表示,同样重要的是平衡人工智能的使用与“人情味”。

“虽然人工智能可以提供有价值的见解,但临床医生的专业知识和同理心在提供全面的患者护理方面仍然不可或缺。”

这位医生补充说,其他考虑因素包括确保患者数据隐私、获得知情同意以及努力防止人工智能算法中的偏见。

梅奥诊所的神经学家琼斯承认,过分依赖算法存在风险,但他强调,这项技术是使用“真实世界的数据进行真实世界的使用”而设计的。

他告诉福克斯新闻数字:“它的价值取决于它是否帮助我们照顾我们的患者——那是我们的重点。”

琼斯说,该团队“非常清楚”潜在的问题,并采取措施来缓解它们。

“作为我们软件设计宗旨和梅奥诊所价值观的一部分,我们遵循良好的人工智能和机器学习实践。”

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