近日,IBM与辉瑞公司(Pfizer)等机构合(hé)作(zuò)开发了一种新算(suàn)法,可以利用AI远程(chéng)分析人体运动数据,从而判断(duàn)其患(huàn)帕金森病的严重程度(dù)。相关(guān)研究成果(guǒ)已发表在(zài)自然(rán)(Nature)出版集团旗下刊物《科(kē)学报告》(Scientific Reports)上。
帕金森病是一种常见的(de)神(shén)经(jīng)系统(tǒng)变性疾病,主要症状为震颤、肢体僵(jiāng)硬、运动迟缓和步态障碍等(děng)。目前没有检验方法(fǎ)能有效确认一个人是否患有帕金(jīn)森(sēn)病。用于评(píng)估帕金森病严重程度的(de)是(shì)世界运(yùn)动障碍学会(huì)帕金(jīn)森病综合评量表(MDS-UPDRS)。
在评估过(guò)程中,医生(shēng)会要求患者做出走路(lù)、轻敲手指和(hé)踩脚等动作,并用0-4的等(děng)级判断患者动作的幅(fú)度、频率和质量,最终评估其患病的严重程度。然而这种评估方(fāng)式的主观性较强,评估的准确性很大程度上取决(jué)于(yú)医(yī)生(shēng)的(de)经验,而且(qiě)还会产生“白大褂效应(yīng)”(患者因看到医生(shēng)血压(yā)升高,导致医生诊断不准确)。
IBM研发的(de)算法通过可穿戴式设(shè)备,获取人体运动数据,并将其转换成一系列 “节点”(syllables),每个动作都可以对应多个由“节点”组成的序列。这些序列(liè)就是(shì)判断帕金森病严重程度(dù)的(de)标(biāo)志:正(zhèng)常人的“节点”序列在统(tǒng)计(jì)分布(bù)上是(shì)显著的,而帕金森(sēn)病患(huàn)者的“节点(diǎn)”序列(liè)是杂(zá)乱无章的。

借助AI算法,整套系统可(kě)以评估(gū)患者姿势不稳和(hé)步态障(zhàng)碍(PIGD)的情况,也可以借(jiè)助(zhù)MDS-UPDRS量表估算(suàn)患者帕金森病的总体(tǐ)严重程度。
该论文的第一作者、IBM工程师(shī)Avner Abrami在其博(bó)客文章表示:“这种方法的另一(yī)个好处(chù)是,与(yǔ)要求患者去诊所(suǒ)看医生相比,远(yuǎn)程医疗检查的执行频率更高。”研究人员(yuán)称,如果该(gāi)技术未来投(tóu)入应用,它能一天24小时(shí)监测患者(zhě)的神经系统(tǒng)状态,并(bìng)用(yòng)平均持(chí)续时间少于10分(fèn)钟的运动(dòng)作为评估数(shù)据。相比之下,如果使用传(chuán)统(tǒng)方式,患(huàn)者需要一年到医院测(cè)量几次(cì),而且评估(gū)结果往往带(dài)有较强的主观性(xìng)。
据介绍,该研究是(shì)IBM与辉(huī)瑞公司合作(zuò)的蓝天计划(huá)(BlueSky)项目的一部分(fèn)。项目于2016年启动,目的在(zài)于能开发出一种(zhǒng)系统,以改善进行帕金森病药物临床(chuáng)试验的方(fāng)式。要实(shí)现BlueSky项目的目标,基本前提(tí)是(shì)对(duì)临床试验(yàn)进(jìn)行数字化(huà)处理。为(wéi)此,首(shǒu)先需要在日常(cháng)生活中连续不(bú)断地收集(jí)帕金森(sēn)病患(huàn)者的运动数据,其次开发AI算法对这些数据进行分析研究,最后对患者的(de)运动(dòng)功能进行实时评估(gū)。
在新(xīn)冠疫情的(de)背(bèi)景下,这(zhè)项技术(shù)还(hái)可以减少中老年人出门的次(cì)数,降低(dī)其感染新冠病毒的风险。 “如何扩大远程医疗服务范(fàn)围以(yǐ)帮助易受新冠病(bìng)毒感染的患者留在家中(zhōng)越来越受到关注,而我们(men)的研究表明神经病学(xué)家能够远程、准(zhǔn)确(què)地评估帕(pà)金森(sēn)病(bìng)患者。” 论文作者之(zhī)一(yī)、IBM研(yán)究人员Vittorio Caggiano称。