近日,IBM与辉瑞(ruì)公司(Pfizer)等(děng)机构(gòu)合作(zuò)开发了一种(zhǒng)新算(suàn)法,可以利用AI远程分析人体运动数据(jù),从而判断(duàn)其患帕金森病的严(yán)重程(chéng)度。相关研究成果已发表在自(zì)然(Nature)出版集团旗(qí)下刊物《科学报告》(Scientific Reports)上。
帕(pà)金森(sēn)病是一(yī)种常见的(de)神经(jīng)系统变(biàn)性疾病(bìng),主要症状为(wéi)震颤(chàn)、肢体僵硬、运(yùn)动迟缓和步态障碍等。目前没有检验方法能有效确(què)认一个(gè)人是否患有帕金森病。用于评估帕金森病严重程度的(de)是世界运(yùn)动障碍学会帕金(jīn)森病综合评量表(MDS-UPDRS)。
在评估过程(chéng)中,医生会(huì)要求患(huàn)者做出走(zǒu)路、轻敲手指和踩(cǎi)脚等动(dòng)作,并用0-4的等级判断(duàn)患者动(dòng)作的幅度、频率(lǜ)和质量,最(zuì)终评估其患病(bìng)的严重程(chéng)度(dù)。然而这(zhè)种评估方式的主观性(xìng)较强,评估的准确性很大程度上取决(jué)于医生的经(jīng)验,而且还会产生“白大(dà)褂(guà)效应(yīng)”(患者因看到(dào)医生血压升高,导致医生诊(zhěn)断不准确)。
IBM研发的算法通过可穿戴式设备(bèi),获取人体运动数(shù)据,并将(jiāng)其转换成一系列 “节点”(syllables),每个动(dòng)作都可以对应多个由“节(jiē)点(diǎn)”组(zǔ)成的序列。这些序列就是判断帕金森病严重程度的标(biāo)志:正(zhèng)常人的“节点”序列(liè)在统计分布(bù)上是显著的,而帕金森(sēn)病患者的(de)“节点”序列是杂乱无章(zhāng)的。

借助AI算法(fǎ),整套系统可以评估患者姿势不稳和步(bù)态障碍(PIGD)的情况,也可以借(jiè)助MDS-UPDRS量表估算(suàn)患(huàn)者帕(pà)金森(sēn)病的(de)总体严重程度。
该论文的第一作者、IBM工程师Avner Abrami在其博客文章表示:“这种方法的(de)另一个好(hǎo)处是,与(yǔ)要求患(huàn)者(zhě)去诊所看(kàn)医生相比(bǐ),远程医(yī)疗检(jiǎn)查的执行频率(lǜ)更高。”研究(jiū)人员称,如果该技术未(wèi)来(lái)投入应用,它能一(yī)天(tiān)24小时(shí)监测患者的神经系统状态,并用(yòng)平(píng)均持(chí)续时间少于10分钟的运动作为评估(gū)数据(jù)。相比(bǐ)之下,如果使用传统(tǒng)方式,患(huàn)者需要一年到医院测量几次,而且评估结果往往带有较强的主(zhǔ)观性。
据介绍,该研究(jiū)是IBM与辉瑞公司合作的(de)蓝天计(jì)划(BlueSky)项目(mù)的一(yī)部分。项目于2016年启动,目的在于能开发出一种系统,以(yǐ)改善进行帕金森病药物(wù)临床试验(yàn)的方式。要实现BlueSky项(xiàng)目的目(mù)标,基本(běn)前提(tí)是对临(lín)床试验进行数字(zì)化处理。为此(cǐ),首(shǒu)先需要在日(rì)常生(shēng)活中连续不断(duàn)地收集帕(pà)金森病(bìng)患者的运动数(shù)据,其次开发(fā)AI算法对这些数据进行分析研究,最后(hòu)对患者的运(yùn)动功能进行(háng)实(shí)时评估。
在新冠疫情的背(bèi)景下,这项(xiàng)技术还可以减少中(zhōng)老年人出门的次(cì)数(shù),降(jiàng)低其感染新冠病(bìng)毒的风险。 “如何扩大(dà)远(yuǎn)程医疗服务范(fàn)围以帮(bāng)助易受新冠病毒感染的患者留在家中(zhōng)越来越受到关注,而我们的研究表明神经病学家能(néng)够远程、准(zhǔn)确地评估帕金森病患者。” 论文作者(zhě)之一、IBM研究人(rén)员Vittorio Caggiano称。