無監(jiān)督人工智能立新功——麻省總醫(yī)院建立的影像AI模型可精準(zhǔn)預(yù)測病情發(fā)展時間
“我們的結(jié)果顯示，無監(jiān)督人工智能模型的預(yù)測性能明顯高于之前建立的參考預(yù)測模型，預(yù)測誤差也明顯較之更低。”——麻省總醫(yī)院三維成像研究中心主任Hiroyuki Yoshida博士
對病情的進(jìn)展和死亡率進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的臨床評估，對新冠患者的治療與管理至關(guān)重要。雖然已經(jīng)提出了幾個預(yù)測模型，但它們僅限于主觀評估、半自動化的方案或有監(jiān)督的深度學(xué)習(xí)等方法。這類預(yù)測模型是主觀的，或者需要對訓(xùn)練案例進(jìn)行費(fèi)力的注釋。
在一項(xiàng)發(fā)表在《 Medical Image Analysis》（醫(yī)學(xué)圖像分析）期刊上的聯(lián)合研究中，由麻省總醫(yī)院三維成像研究中心主任Hiroyuki Yoshida博士領(lǐng)導(dǎo)的小組成果表明，基于計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）的無監(jiān)督深度學(xué)習(xí)可以提供更好的預(yù)測性能，其結(jié)果明顯高于既有實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)有基于圖像視覺與定量生存的預(yù)測模型。
無監(jiān)督人工智能模型的圖像摘要
該模型可以為每個病人預(yù)測新冠病情的進(jìn)展時間，從而預(yù)測病人可能需要進(jìn)入重癥監(jiān)護(hù)室（ICU）的時間或病人患病的時間，這是都是其他基于圖像的預(yù)測模型無法做到的。該模型計(jì)算出的時間信息還能將病人分層為范圍更廣的低風(fēng)險(xiǎn)組和高風(fēng)險(xiǎn)組，這也是其他模型無法實(shí)現(xiàn)的。
Hiroyuki Yoshida博士
麻省總醫(yī)院三維成像研究中心主任
Yoshida博士表示：“我們的結(jié)果顯示，無監(jiān)督人工智能模型的預(yù)測性能明顯高于之前建立的參考預(yù)測模型，預(yù)測誤差也明顯較之更低。使用無監(jiān)督人工智能作為生存預(yù)測模型的一個重要組成部分，使直接從患者的原始CT圖像中進(jìn)行預(yù)測成為可能，其準(zhǔn)確度比以前的定量成像都要高?！?/p>
在最近發(fā)表在《Nature》（自然）期刊上的一項(xiàng)配套研究中表明，有監(jiān)督的人工智能可以用來從新冠患者的胸部CT圖像中預(yù)測其生存率。然而，新的無監(jiān)督人工智能模型開辟了新天地，避免了以前預(yù)測模型的技術(shù)限制和費(fèi)力的注釋工作。因?yàn)槭褂蒙墒綄剐跃W(wǎng)絡(luò)使得直接從圖像中訓(xùn)練一個完整的端到端生存分析模型成為可能。Yoshida博士表示：“這是一種更精確、更先進(jìn)的人工智能技術(shù)?！?/p>
盡管該研究目前僅限于原始毒株的新冠患者，但該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該模型也可以推廣到其他疾病?！爸T如Long COVID（新冠長期癥狀）、Delta變體，或?qū)⒛Ｐ屯茝V到醫(yī)學(xué)影像中能表現(xiàn)的其他疾病等，都是這種無監(jiān)督人工智能模型很有前途的應(yīng)用場景?！?Yoshida博士表示。
關(guān)于美國麻省總醫(yī)院
麻省總醫(yī)院成立于1811年，是哈佛醫(yī)學(xué)院最初設(shè)立且規(guī)模最大的教學(xué)醫(yī)院。我們擁有全美最大的以醫(yī)院為基礎(chǔ)的研究項(xiàng)目，同時也是美國國立衛(wèi)生研究院研究資金最大的接受者，我們的研究項(xiàng)目橫跨醫(yī)院的20多個臨床部門和中心。麻省總醫(yī)院可以為幾乎每一個?？坪痛螌？?、內(nèi)科和外科領(lǐng)域提供精準(zhǔn)的診斷和治療。我們的六個多學(xué)科護(hù)理中心以癌癥、消化系統(tǒng)疾病、心臟病、神經(jīng)內(nèi)科、血管醫(yī)學(xué)和創(chuàng)傷中心的創(chuàng)新而聞名世界。另外麻省兒童總醫(yī)院提供全面的小兒保健服務(wù)，從初級護(hù)理到運(yùn)用尖端療法診治復(fù)雜和罕見的疾病。麻省總醫(yī)院連續(xù)多年被《美國新聞與世界報(bào)道》評為美國最頂級醫(yī)院之一，也是唯一一家在所有16項(xiàng)?？婆琶芯@得名次的醫(yī)院。在接受評估的近5000家醫(yī)院中，麻省總醫(yī)院自1990年評選舉辦開始便一直占據(jù)榮譽(yù)榜頂級醫(yī)院之列。
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編輯：李麗
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