想象一个世界，在这个世界里，神经疾病的诊断更加精确，治疗决策得到数据驱动的洞察支持，早期发现更加频繁。这是梅奥诊所神经学人工智能项目（NAIP）推动的新研究愿景，该项目将人工智能（AI）作为增强医疗专业人员专业知识的强大工具。
NAIP团队正在测试StateViewer，这是一个由梅奥创建的平台，可以将单个患者的PET扫描结果应用人工智能技术，找到梅奥分布式数据网络中相似的脑部疾病病例。通过提高诊断准确性，研究人员设想StateViewer将支持护理团队确定痴呆症诊断——如阿尔茨海默病、路易体痴呆和额颞叶痴呆——并帮助指导患者的治疗决策。
“通过在大量患者脑部扫描数据集上训练AI模型，梅奥的神经学人工智能项目正在研究一种快速检测和精确诊断神经退行性疾病的方法，这将支持人类的专业知识。”梅奥神经学家兼NAIP主任大卫·T·琼斯博士（Dr. David T. Jones）表示，“使更精确的诊断支持工具广泛可用，将显著加速寻找这些毁灭性脑部疾病治疗方法的进展，确保现有疗法惠及所有受益者。”
利用AI支持临床医生的专业知识
通常，当患者接受脑部疾病评估时，临床医生会仔细审查其PET扫描结果，寻找与不同类型痴呆症相关的特征模式。这些脑部扫描在确定患者病情的原因和阶段方面起着关键作用，直接指导治疗计划。
梅奥诊所的临床医生在解释这些复杂图像方面拥有丰富的专业知识。然而，即使是专家，区分不同的脑部疾病也可能具有挑战性，有时会导致诊断和治疗方面的不确定性。
为了解决这些挑战，梅奥诊所的NAIP团队自2019年开始开发一个高级平台。该平台利用机器学习和大规模数据处理技术分析脑部扫描。在梅奥诊所云平台上，这一创新技术是由谷歌云合作开发的，NAIP的多学科团队——包括软件工程师、数据科学家和神经学家——利用数十年的临床影像数据。这种统一的云环境允许实时访问和分析，应用最先进的机器学习技术，支持临床医生做出更精确的诊断。
“数据是此类工具的基础，我们的云数据基础设施是将该平台引入临床的关键技术。”NAIP数据科学与工程负责人兰德·巴纳德博士（Dr. Leland Barnard）表示，“通过将AI与临床医生的专业知识相结合，梅奥诊所在不断推动神经学护理的边界，提高诊断准确性和患者预后。”
StateViewer平台生成并显示单个患者的PET扫描结果与其他数千名梅奥诊所患者可能相似的神经退行性条件的PET扫描结果的比较，这些患者的诊断已通过详细的研究和尸检研究得到确认。在整个研究过程中，严格实施了隐私和安全措施，以保护患者的数据。
AI帮助在海量数据中找出关键信息
经过验证和测试，StateViewer已成功由梅奥神经学家作为研究工具试点使用。这些研究表明，该工具显著提高了临床医生对脑部图像的解释准确性，超过了当前工具单独使用所能达到的水平。在研究中，该工具可用于梅奥阿尔茨海默病治疗诊所中进行PET扫描的患者；StateViewer的输出可在每周的多学科病例会议上审查，为这些患者提供基于精准医学的建议。
“通过结合AI分析与创新工具，这项技术彻底改变了临床医生解释脑部扫描的方式，增强了他们诊断和管理神经退行性疾病患者的能力。”NAIP首席软件工程师约翰·斯特里克博士（Dr. John Stricker）表示。
在最近的一项回顾性测试中，NAIP团队将专家神经学家的诊断与StateViewer准确检测路易体痴呆的能力进行了比较，后者与后皮质萎缩或其他难以区分的退行性条件进行了对比。由于这些条件影响相似的脑区域，因此视觉上很难区分，使其成为展示使用机器学习辅助临床决策优势的理想情况。
正如这次测试所示，该测试正考虑在科学期刊上发表，StateViewer的底层机器学习模型呈现每个诊断的概率，并明确指示如何分配。StateViewer的输出帮助临床医生在审查脑部扫描时速度翻倍，诊断准确性提高了三倍。
“这项技术可以在海量数据中找出关键信息。”琼斯博士表示。
扩大StateViewer技术的应用范围
神经性疾病是全球常见的死亡原因之一，也是导致残疾的主要原因。随着人口老龄化，这一负担不断增加。然而，世界各地的神经学专业知识极其有限，尤其是在低收入国家和一些农村及城市地区，这些地区的医疗专业人员可能无法获得或等待时间过长。NAIP团队的目标是在梅奥之外扩大StateViewer技术的应用，旨在在未来不久在全球范围内产生变革性影响，扩大对这些数据驱动见解的访问。
“无论患者距离我们的校区有多远，我们的目标是通过一项简单的测试，让梅奥诊所的专家意见随时可用。”琼斯博士表示。
NAIP团队继续开发使用相同云计算方法的多个应用程序。新的数据模态，如语音和认知测试，计划纳入StateViewer的分析中，提供更全面的患者健康图景。
“我认为这将是许多强大创新中的第一个。”巴纳德博士表示。“我们丰富的数据资源与深厚的神经学专业知识仍然蕴藏着更多未开发的潜力，为我们的患者带来好处。”
“始终以患者为中心的联合力量一直是梅奥的护理模式。”斯特里克博士表示。“现在，这种多学科团队方法将数据科学家和软件工程师与临床医生结合起来，帮助变革医疗保健。”
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