劍橋大學 AI 預測心臟病風險,訓練數據含英國 200 萬人口長期健康紀錄

作者 | 發布日期 2019 年 01 月 31 日 7:30 | 分類 AI 人工智慧 , 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly


劍橋大學的一個研究小組計劃利用英國 200 萬人的長期健康紀錄,來開發一種人工智慧產品,幫助人們預測心臟病風險。該研究計畫得到英國心臟基金會(BHF)和 Alan Turning 研究所的聯合資助。

AI 加速心臟病預測

據了解,英國劍橋大學的研究人員開發的這款 AI 心臟病預測產品,需要使用大量的健康資訊繪製每個患者的健康趨勢,分類算出每種疾病的風險,進而使臨床醫生更好地診斷或預測患者的疾病風險。

該項目採用深度學習和統計機器學習方法,利用國家初級保健紀錄中的歷史紀錄、風險因素的軌跡進行建模,最終辨識未來患病的高危人群。

據悉新款預測演算法也可被應用於大型和複雜的數據密集型項目中,如臨床實踐研究數據鏈、英國生物銀行、歐洲癌症與營養前瞻性調查(EPIC)等。

在英國,NHS(National Health Service)英國國家醫療服務體系,管理著英國所有醫院、門診和醫務人員。目前臨床醫生和全科醫生使用風險計算器做為「NHS 健康檢查」的一部分來評估患者 10 年內心臟或循環系統出現問題的風險。

但是風險計算器存在兩個弊端:一是只能對個體檢測做出判斷,並不能結合其病史和家族史對心臟疾病進行預測。二是風險計算器不能解釋病人的危險因素是如何變化的,也不能透過特定的心臟和循環疾病(如心臟病發作、中風、心力衰竭或心律失常)來區分風險。

劍橋大學生物統計學高級講師 Angela Wood 博士說:「直到最近,我們才擁有處理大量健康數據的技術。新的演算法可以讓我們在人們過去的健康狀況中找到全新的、詳細的模式,預測他們未來事件的風險──最終挽救生命。」

英國心臟基金會(BHF)副醫學主任 Metin Avkiran 教授表示,投資於數據科學和機器學習創新至關重要。數據科學將加速醫學研究的突破,這類計畫的成果將最終改變數百萬生活在英國心臟和循環疾病陰影下的人們。

英國面臨的最大健康威脅

據雷鋒網了解,英國每年有超過 19 萬人受心臟病困擾,將近7 萬人死於心臟病。英國一項研究顯示,心臟疾病是現今英國面臨的最大健康威脅,每年造成的經濟損失高達 290 多億英鎊。

為改善居民心臟健康狀況,建立檢測、預測工具及早對疾病進行干預。英國心臟基金會(BHF)和 Alan Turning 研究所資助劍橋大學進行了此次心臟病預測計畫。

英國心臟基金會致力於資助研究人類心臟病檢測診斷的醫療科技計畫。Alan Turning 研究所是劍橋大學、愛丁堡大學、牛津大學、倫敦大學學院和華威大學以及英國工程和物理科學研究委員會的合資企業。

2018 年,英國心臟基金會和 Alan Turning 研究所為 6 項診斷、治療心臟和循環疾病的研究計畫提供了價值 55 萬英鎊的資金。

6 個計畫包括:繪製心血管疾病的遺傳特徵、身體活動和心血管健康、心臟病發作風險預測和治療管理、心血管疾病的個性化風險管理、血液相關的心血管疾病危險因素和模擬心臟的化學信號。

據悉,劍橋大學研發的這款 AI 心臟病預測計畫,就是這 6 項研究資助之一。這些計畫將成為 Alan Turning 研究所健康計畫的一部分,旨在透過人工智慧和統計科學中的數據驅動創新,加速對疾病的科學認識並改善健康狀況。

心臟疾病領域的 AI 應用

近年來,隨著科技的進步,醫療行業人工智慧發展熱度不斷提升,在虛擬助理、病歷與文獻分析、醫療影像輔助診斷、診療結果預測、藥物研發以及基因測序等方面均有進展。其中,AI 心臟病預測領域已有不少產品落地。

2017 年,美國醫療初創團隊 AliveCor 旗下的一款行動心電圖( EGC)讀取設備 Kardia 通過了美國 FDA 批准。用戶只需要將手指放置設備電極位置上 30 秒,就可以透過手機上配套的 Kardia App 查看心電活動圖譜和資訊。同時,這些數據將會被上傳到 AliveCor 的雲端,醫生即可研究這些資訊,以評估心臟病、中風患者發病的潛在危險。

2018 年,Google 及其子公司 Verily 的科學家們發現了利用機器學習來評估一個人罹患心臟病風險的新方法。在自然雜誌(Nature)生物醫學工程欄目報告中,Verily 的研究員稱,其 AI 演算法會透過機器學習,分析病人眼睛後部的掃描結果,準確地推斷出數據,包括個人的年齡、血壓,以及他們是否吸煙。這些資訊可以用來預測他們罹患心臟病的風險。

2018 年 8 月,微軟推出了由人工智慧支援的心臟病風險評分 API。該評分基於 Apollo Hospitals 共享的 40 萬印度人健康數據,將風險分為高、中、低,並提供最大風險因素見解。

據了解,印度每年有近 300 萬心臟病發病人數,3,000 萬印度人患有冠心病。該評分系統能夠幫助醫生以更全面的方式諮詢患者,同時為患者提供改善生活方式和及時干預的見解。

AI 預測心血管風險的研究還在繼續,我們期待未來研究人員開發更多的醫療人工智慧產品,為患者提供科學有效的建議。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:shutterstock)

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