华盛顿讯:在卡塔尔工作的英国-巴基斯坦科学家Rayaz Malik教授表示,一种仅需2-3分钟的简单AI眼部扫描技术可能很快帮助医生在症状出现前几年就检测出痴呆症和糖尿病神经损伤。
作为韦尔康奈尔医学院卡塔尔分校糖尿病神经病变和神经退行性疾病领域的领先研究员,Malik教授告诉《黎明报》,这项技术可能会改变早期诊断和治疗方式,特别是在巴基斯坦等糖尿病发病率急剧上升的国家。
在接受《黎明报》采访时,他解释了韦尔康奈尔医学院的研究人员如何使用这种称为角膜共焦显微镜(CCM)的技术,在患者开始出现症状前几年就识别出神经损伤。
"角膜是人体中感觉神经最丰富的部位,"他解释说,这就是为什么眼睛为了解影响神经系统的疾病提供了一个独特的窗口。
"我们的进化是为了保护视力,因此角膜包含一个密集的神经网络,可以揭示身体其他部位发生的损伤。"
传统上,CCM被眼科医生和验光师用于诊断眼睛前表面的感染和异常。
但Malik教授和他的同事们发现,同样的技术可以检测与眼睛本身以外的多种疾病相关的微观神经纤维损伤。
这一突破可以追溯到2001年,当时他与Nathan Efron讨论了这项技术。那时,Malik正在研究糖尿病神经病变——一种由糖尿病患者神经损伤引起的致残性疾病。
"许多专家认为我们疯了,"Malik回忆道。"但在2003年,我们发表了第一篇论文,显示糖尿病周围神经病变患者的角膜神经损失。"
这项研究开启了长达二十多年的研究之路。
自那以后,全球研究人员已经证明,CCM可以检测与糖尿病、化疗、炎症性疾病和传染病相关的神经损伤。
在过去12年中在卡塔尔进行的研究也证明了它识别与痴呆症、帕金森病、多发性硬化症、精神分裂症和自闭症相关的神经退化的能力。
Malik教授表示,该技术最重要的应用之一是在症状出现前几年检测出痴呆症。
"当患者因记忆力减退就医并被诊断为痴呆症时,潜在的神经损伤通常已经发展了10到15年,"他解释道。"在这个阶段,治疗基本上是无效的。"
他说,现代医学的挑战是在认知能力下降的最早阶段,即轻度认知障碍阶段,识别出患者。
"MRI扫描通常只有在晚期痴呆症时才会显示异常,"Malik指出。"但我们已经证明,一些轻度认知障碍患者在CCM上已经显示出异常的角膜神经,而这些患者中的许多人在五年内会发展为痴呆症。"
这一发现对于面临人口老龄化和神经系统疾病发病率上升的国家可能尤为重要。
Malik教授还强调了该技术在糖尿病护理中的潜力。据他表示,通过CCM扫描可以提前五年检测出糖尿病神经病变。
"这至关重要,因为我们现在知道,减肥、控制血糖、降低血脂和降低血压实际上可以导致神经修复——尤其是当治疗早期开始时,"他说。
人工智能大大增强了该技术的能力。曾经需要长时间手动分析的内容现在可以在几秒钟内处理完成。
"AI是一个改变游戏规则的技术,"Malik教授说。"当我看一张神经图像时,我可能只能识别出三四个特征。而AI可以分析2500多个特征并学习与特定疾病相关的模式。"
他表示,AI系统现在可以以90%至95%的确定性识别潜在的神经退行性疾病。
在一些涉及糖尿病神经病变和帕金森病的研究中,研究人员达到了近100%的敏感性和特异性。
有趣的是,他指出,AI和共焦显微镜的起源都与麻省理工学院人工智能先驱Marvin Minsky的工作有关,他还在1950年代发明了共焦显微镜。
尽管结果令人鼓舞,Malik教授承认,广泛采用这项技术遇到了阻力。
"一个主要障碍是说服神经科医生,内分泌科医生可以使用眼部扫描来诊断神经系统疾病,"他微笑着说。
"25年后,我们已经基本上说服了他们,尽管仍有一些'恐龙'拒绝相信——而我们都知道恐龙发生了什么。"
另一个障碍是CCM设备的有限可用性。多年来,只有一家德国制造商生产这项技术。然而,Malik教授表示,一家中国公司现在已经开始制造新的CCM设备,这可能使它们在全球范围内更加容易获得且价格更加实惠。
这一发展对于巴基斯坦等糖尿病发病率持续快速上升、医疗系统面临慢性病负担的国家可能尤为重要。
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