人工智能模型在診斷前長達(dá)三年內(nèi)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)最高的人

人工智能工具可在實(shí)際診斷前三年識(shí)別出胰腺癌風(fēng)險(xiǎn)最高的人群。研究結(jié)果表明人工智能有望用于大規(guī)模篩查，以幫助加快對(duì)經(jīng)常被嚴(yán)重延誤的侵襲性疾病的診斷。胰腺癌是世界上最致命的癌癥之一，其死亡人數(shù)預(yù)計(jì)還會(huì)增加。

哈佛醫(yī)學(xué)院和哥本哈根大學(xué)的研究人員與退伍軍人管理局合作進(jìn)行的一項(xiàng)新研究表明，一種人工智能工具僅使用患者的醫(yī)療記錄，在診斷前三年內(nèi)成功識(shí)別出胰腺癌風(fēng)險(xiǎn)最高的人 波士頓醫(yī)療保健系統(tǒng)、達(dá)納法伯癌癥研究所和哈佛大學(xué) T.H. 陳公共衛(wèi)生學(xué)院。

該研究結(jié)果于 5 月 8 日發(fā)表在《自然醫(yī)學(xué)》雜志上，表明基于人工智能的人群篩查對(duì)于發(fā)現(xiàn)患病風(fēng)險(xiǎn)較高的人群可能很有價(jià)值，并且可以加快對(duì)疾病的診斷，這種疾病經(jīng)常在治療效果較差且處于晚期階段時(shí)發(fā)現(xiàn)。 研究人員表示，結(jié)果令人沮喪。 胰腺癌是世界上最致命的癌癥之一，其死亡人數(shù)預(yù)計(jì)還會(huì)增加。

目前，還沒有基于人群的工具來廣泛篩查胰腺癌。 那些有家族史和某些易患胰腺癌的基因突變的人會(huì)受到有針對(duì)性的篩查。 但研究人員表示，這種有針對(duì)性的篩查可能會(huì)漏掉不屬于這些類別的其他病例。

研究人員表示：“臨床醫(yī)生每天面臨的最重要的決定之一是誰是疾病的高風(fēng)險(xiǎn)人群，以及誰將從進(jìn)一步的檢測中受益，這也可能意味著更具侵入性和更昂貴的手術(shù)，而這些手術(shù)本身也存在風(fēng)險(xiǎn)?！?- 高級(jí)研究員 Chris Sander，HMS 布拉瓦尼克研究所系統(tǒng)生物學(xué)系教員。 “人工智能工具可以將那些胰腺癌風(fēng)險(xiǎn)最高的人歸零，他們將從進(jìn)一步的測試中受益最多，這可能對(duì)改善臨床決策大有幫助?！鄙５卵a(bǔ)充說，大規(guī)模應(yīng)用這種方法可以加快胰腺癌的檢測速度，實(shí)現(xiàn)早期治療，改善預(yù)后并延長患者的壽命。研究共同高級(jí)研究員、疾病系統(tǒng)生物學(xué)教授兼研究主任 S?ren Brunak 表示：“許多類型的癌癥，尤其是那些難以早期識(shí)別和治療的癌癥，對(duì)患者、家庭和整個(gè)醫(yī)療保健系統(tǒng)造成了不成比例的損失?！?哥本哈根大學(xué)諾和諾德基金會(huì)蛋白質(zhì)研究中心布魯納克說：“基于人工智能的篩查是改變胰腺癌發(fā)展軌跡的一個(gè)機(jī)會(huì)，胰腺癌是一種侵襲性疾病，很難在成功機(jī)會(huì)最高的情況下進(jìn)行早期診斷和及時(shí)治療?！?/span>

在這項(xiàng)新研究中，人工智能算法在來自丹麥和美國的兩個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)集上進(jìn)行了訓(xùn)練，數(shù)據(jù)集總計(jì) 900 萬條患者記錄。 研究人員“要求”人工智能模型根據(jù)記錄中包含的數(shù)據(jù)尋找蛛絲馬跡。根據(jù)疾病代碼的組合及其發(fā)生時(shí)間，該模型能夠預(yù)測哪些患者將來可能患上胰腺癌。 值得注意的是，許多癥狀和疾病代碼與胰腺?zèng)]有直接關(guān)系或源于胰腺。研究人員測試了不同版本的人工智能模型，以檢驗(yàn)它們?cè)诓煌瑫r(shí)間范圍（6 個(gè)月、一年、兩年和三年）內(nèi)檢測疾病發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)較高人群的能力。

總體而言，每個(gè)版本的人工智能算法在預(yù)測誰會(huì)患上胰腺癌方面，比目前對(duì)全人群疾病發(fā)病率的估計(jì)（定義為特定時(shí)間段內(nèi)某種疾病在人群中發(fā)生的頻率）要準(zhǔn)確得多。 研究人員表示，他們相信該模型在預(yù)測疾病發(fā)生方面至少與當(dāng)前的基因測序測試一樣準(zhǔn)確，而當(dāng)前的基因測序測試通常僅適用于數(shù)據(jù)集中的一小部分患者。

“憤怒的器官”

某些常見癌癥（例如乳腺癌、宮頸癌和前列腺癌）的篩查依賴于相對(duì)簡單且高效的技術(shù)——分別是乳房X光檢查、子宮頸抹片檢查和血液檢查。這些篩查方法通過確保在最可治療的階段進(jìn)行早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù)，改變了這些疾病的結(jié)果。相比之下，胰腺癌的篩查和檢測難度更大、成本更高。 醫(yī)生主要關(guān)注家族史和基因突變的存在，這些雖然是未來風(fēng)險(xiǎn)的重要指標(biāo)，但往往會(huì)漏掉許多患者。

該人工智能工具的一個(gè)特殊優(yōu)勢是，它可以用于任何和所有有健康記錄和病史的患者，而不僅僅是那些已知有該疾病家族史或遺傳傾向的患者。 研究人員補(bǔ)充說，這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)樵S多高危患者甚至可能不知道自己的遺傳傾向或家族史。在沒有癥狀且沒有明確跡象表明某人患有胰腺癌的高風(fēng)險(xiǎn)的情況下，臨床醫(yī)生可能會(huì)謹(jǐn)慎地推薦更復(fù)雜和更昂貴的檢測，例如 CT 掃描、MRI 或內(nèi)窺鏡超聲檢查。

當(dāng)使用這些測試并發(fā)現(xiàn)可疑病變時(shí)，患者必須接受活檢以獲得活檢。 該器官位于腹部深處，很難接近，而且很容易刺激和發(fā)炎。 它的煩躁性使它贏得了“憤怒的器官”的綽號(hào)。研究人員表示，一種識(shí)別胰腺癌風(fēng)險(xiǎn)最高人群的人工智能工具將確保臨床醫(yī)生對(duì)正確的人群進(jìn)行測試，同時(shí)避免其他人進(jìn)行不必要的測試和額外的程序。大約 44% 的早期胰腺癌患者在診斷后可存活 5 年，但只有 12% 的病例能這么早被診斷出來。 研究人員估計(jì)，腫瘤生長超出原發(fā)部位的患者的存活率會(huì)下降至 2% 至 9%。桑德說：“盡管手術(shù)技術(shù)、化療和免疫療法取得了顯著進(jìn)步，但存活率仍然很低?！?“因此，除了復(fù)雜的治療之外，顯然還需要更好的篩查、更有針對(duì)性的測試和更早的診斷，而基于人工智能的方法正是這一連續(xù)體中第一個(gè)關(guān)鍵步驟。”

以上內(nèi)容來源于Harvard ：AI Predicts Future Pancreatic Cancer | Harvard Medical School