人工智能如何发现医生未查寻的疾病How artificial intelligence can spot diseases that medics aren't searching for

环球医讯 / AI与医疗健康来源:www.engineersireland.ie英国 - 英语2025-01-27 18:00:00 - 阅读时长4分钟 - 1873字
本文介绍了人工智能技术在医疗影像中用于偶然筛查的应用,通过案例说明了AI在早期发现慢性病如骨质疏松症方面的潜力,并讨论了该技术带来的挑战和机遇。
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人工智能如何发现医生未查寻的疾病

当58岁的威尔·斯塔德霍尔姆(Will Studholme)因胃肠道症状于2023年前往牛津的一家NHS医院急诊科就诊时,他并未料到会被诊断出患有骨质疏松症。这种与年龄密切相关的疾病会导致骨骼变得脆弱,增加骨折的风险。

事实证明,斯塔德霍尔姆患上了严重的食物中毒,但在病情初期,他接受了腹部CT扫描。随后,这张扫描图像被输入了人工智能(AI)技术系统,该系统识别出他脊柱中有一处塌陷的椎体,这是骨质疏松症常见的早期迹象。进一步检查后,斯塔德霍尔姆不仅得到了诊断,还接受了简单的治疗方案:每年一次的骨质疏松药物输液,预计可以改善他的骨密度。

“我觉得自己非常幸运,”斯塔德霍尔姆说,“如果没有这项AI技术,我怀疑这个病症不会被发现。”

放射科医生在查看患者的影像时,有时也会注意到一些意外的情况——例如未被发现的肿瘤、某个组织或器官的异常——这些情况超出了他们原本要检查的范围。但利用AI在后台系统性地梳理扫描结果,并自动识别可能正在酝酿的常见可预防慢性病的早期迹象(无论扫描最初是为了什么目的进行的),这一做法是全新的。

威斯康星大学麦迪逊分校的放射学和医学物理学教授佩里·皮克哈特(Perry Pickhardt)指出,这种被称为“机会性筛查”或“机会性影像”的临床应用“才刚刚开始”。由于它利用了已经为了其他临床目的(如疑似癌症、胸腔感染、阑尾炎或腹痛等)而进行的影像检查,因此具有在疾病尚未出现症状、易于治疗或阻止其进展的早期阶段捕捉到未确诊疾病的潜力。“我们可以避免很多以前错过的预防机会,”皮克哈特教授说。定期体检或血液检测通常无法发现这些疾病,他补充道。

纽约大学朗格尼医学中心的放射学家米里亚姆·布雷德拉(Miriam Bredella)也参与开发相关算法,她指出,CT扫描中包含大量关于人体组织和器官的数据,但我们并没有充分利用。理论上,放射科医生可以通过测量来分析这些数据,但这会耗费大量时间。此外,AI技术还可以减少偏见的影响。例如,骨质疏松症通常被认为主要影响瘦弱的老年白人女性,因此医生不一定会在其他人群中寻找这种病症。而机会性影像则不会如此歧视性地筛选。

斯塔德霍尔姆的病例就是一个很好的例子。作为一名相对年轻的男性,且没有骨折史,他很可能不会被诊断出骨质疏松症,若非借助AI技术。除了骨质疏松症外,AI还在接受训练,以帮助机会性识别心脏病、脂肪肝、与年龄相关的肌肉流失和糖尿病等疾病。虽然目前的重点是腹部或胸部的CT扫描,但也有一些工作正在进行,旨在从胸部X光片和乳腺X光片等其他类型的影像中获取信息。

以色列公司Nanox.AI开发的AI技术被用于分析斯塔德霍尔姆的扫描图像。该公司是少数几家致力于机会性筛查的公司之一,更多公司则专注于使用AI辅助准确快速诊断特定条件。Nanox.AI提供了三种机会性筛查产品,分别用于从常规CT扫描中识别骨质疏松症、心脏病和脂肪肝。

牛津NHS医院自2018年开始试用Nanox.AI的骨质疏松症筛查产品,并于2020年正式推出。牛津大学骨质疏松症和罕见骨病教授卡西姆·贾瓦德(Kassim Javaid)领导了该算法的引入工作。根据牛津医院的结果显示,该算法使被诊断出椎体骨折的患者数量增加了六倍,这些患者随后可以接受骨质疏松症检查并开始治疗。剑桥、加的夫、诺丁汉和南安普顿的医院也在进行进一步的试验。“我们希望积累证据,以便在整个NHS推广这项技术,”贾瓦德教授说。

然而,伦敦国王学院医疗工程学教授塞巴斯蒂安·乌塞尔林(Sebastien Ourselin)指出,尽管这项技术可以造福个人,但仍需考虑更广泛的影响。一个需要平衡的大问题是,该技术可能会增加患者数量。“这增加了医疗系统的负担,而不是减轻它,”他说。首先,被机会性筛查标记为潜在患病的人群将需要进一步的确诊测试,这需要资源。其次,如果AI不准确或过于敏感,可能导致不必要的测试。最后,还需要为那些最终被诊断出疾病的人提供服务。

贾瓦德教授承认,额外的负担是技术带来的挑战,但也有解决方案。在牛津,确诊为骨折的患者会被引导至主要由护士提供的骨折预防服务,以免过载医生。“AI确实迫使你改变流程,”他说。从长远来看,贾瓦德教授认为,早期发现并治疗骨质疏松症的患者将节省NHS的资金。“骨折是人们住院的主要原因之一,”他说。

斯塔德霍尔姆亲眼目睹了骨质疏松症带来的破坏:它导致他的母亲双侧髋部骨折。以前,骨质疏松症被认为是老年人的疾病,无可奈何,他说。“我很感激能够在骨头变成粉笔之前采取行动,”他说。


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