腦機(jī)啟偵 | 人工智能能在幾秒鐘內(nèi)讀取大腦MRI并標(biāo)記緊急情況

密歇根大學(xué)新開(kāi)發(fā)的人工智能系統(tǒng)能夠分析腦部MRI掃描，并在幾秒鐘內(nèi)做出診斷，這項(xiàng)新研究顯示。該模型識(shí)別神經(jīng)系統(tǒng)疾病準(zhǔn)確率達(dá)97.5%，并評(píng)估患者對(duì)醫(yī)療護(hù)理的緊迫程度。

研究人員表示，這項(xiàng)首創(chuàng)的技術(shù)有潛力重塑美國(guó)醫(yī)療系統(tǒng)中大腦成像的處理方式。研究成果發(fā)表在《自然生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上。

“隨著全球?qū)RI的需求上升，給我們的醫(yī)生和醫(yī)療系統(tǒng)帶來(lái)了重大壓力，我們的人工智能模型有潛力通過(guò)快速、準(zhǔn)確的信息改善診斷和治療，減輕負(fù)擔(dān)”，密歇根大學(xué)健康中心神經(jīng)外科醫(yī)生、密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)外科助理教授、資深作者Todd Hollon博士表示。

測(cè)試Prima AI系統(tǒng)

霍隆將這項(xiàng)新技術(shù)命名為Prima。在一年時(shí)間里，他的研究團(tuán)隊(duì)利用3萬(wàn)多項(xiàng)MRI研究評(píng)估了該系統(tǒng)。

在涉及重大神經(jīng)系統(tǒng)疾病的50多種不同放射診斷中，Prima的診斷表現(xiàn)優(yōu)于其他先進(jìn)AI模型。除了識(shí)別疾病外，該系統(tǒng)還能夠確定哪些病例需要更高優(yōu)先級(jí)。

某些神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括中風(fēng)和腦出血，需要立即就醫(yī)。霍隆表示，在這種情況下，Prima可以自動(dòng)提醒醫(yī)療服務(wù)提供者，以便迅速采取行動(dòng)。

該系統(tǒng)旨在通知最合適的亞專科醫(yī)生，如中風(fēng)神經(jīng)科醫(yī)生或神經(jīng)外科醫(yī)生。患者完成影像檢查后，反饋會(huì)立即提供。

“準(zhǔn)確性在讀取腦部MRI時(shí)至關(guān)重要，但快速的交替時(shí)間對(duì)于及時(shí)診斷和改善治療效果至關(guān)重要，”密歇根大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系聯(lián)合第一作者兼博士后柳毅偉博士（M.S.）說(shuō)。

“在關(guān)鍵環(huán)節(jié)，我們的結(jié)果顯示Prima如何在不犧牲準(zhǔn)確性的情況下改進(jìn)工作流程和優(yōu)化臨床護(hù)理。”

什么是Prima？

Prima被歸類為視覺(jué)語(yǔ)言模型（VLM），這是一種能夠?qū)崟r(shí)同時(shí)處理圖像、視頻和文本的人工智能。雖然人工智能此前已被應(yīng)用于MRI分析，但研究人員表示，Prima采取了不同的方法。

早期模型通常基于精心篩選的MRI數(shù)據(jù)子集進(jìn)行訓(xùn)練，并設(shè)計(jì)用于執(zhí)行狹窄任務(wù)，如識(shí)別病灶或估算癡呆風(fēng)險(xiǎn)。Prima是在更廣泛的數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練的。

霍隆團(tuán)隊(duì)使用了自密歇根大學(xué)健康部放射記錄數(shù)字化以來(lái)收集的所有可用MRI數(shù)據(jù)。其中包括超過(guò)20萬(wàn)項(xiàng)MRI研究和560萬(wàn)次影像序列。模型還納入了患者的臨床病史及醫(yī)生為何開(kāi)具影像檢查的原因。

“Prima像放射科醫(yī)生一樣工作，整合患者病史和影像數(shù)據(jù)信息，以全面理解患者的健康狀況”，霍隆神經(jīng)外科機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)科學(xué)家Samir Harake表示，“這使得在廣泛的預(yù)測(cè)任務(wù)中表現(xiàn)更佳”。

應(yīng)對(duì)MRI延遲和放射學(xué)短缺問(wèn)題

每年全球有數(shù)百萬(wàn)次MRI掃描，其中許多聚焦于神經(jīng)系統(tǒng)疾病。研究人員表示，這些掃描的需求增長(zhǎng)速度快于神經(jīng)放射學(xué)服務(wù)的可用性。

這種不平衡導(dǎo)致了人員短缺、診斷延誤和錯(cuò)誤頻發(fā)。根據(jù)患者接受掃描的地點(diǎn)不同，結(jié)果可能需要數(shù)天甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能收到。

“無(wú)論您是在面對(duì)日益增多的醫(yī)療系統(tǒng)進(jìn)行掃描，還是資源有限的農(nóng)村醫(yī)院，都需要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)來(lái)改善放射服務(wù)的可及性”，密歇根大學(xué)衛(wèi)生部放射科系合著者兼系主任Vikas Gulani醫(yī)學(xué)博士、博士說(shuō)，“我們密歇根大學(xué)的團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)具有巨大且可擴(kuò)展?jié)摿Φ那把亟鉀Q方案”。

人工智能在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的未來(lái)

盡管Prima表現(xiàn)強(qiáng)勁，研究人員強(qiáng)調(diào)該工作仍處于早期評(píng)估階段。未來(lái)的研究將重點(diǎn)整合更詳細(xì)的患者信息和電子病歷數(shù)據(jù)，以進(jìn)一步提升診斷準(zhǔn)確性。

這種方法與放射科醫(yī)生和醫(yī)生在真實(shí)臨床環(huán)境中解讀MRI及其他影像學(xué)檢查的方式相呼應(yīng)。雖然人工智能已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域被使用，但大多數(shù)現(xiàn)有系統(tǒng)僅限于狹義定義的任務(wù)。

霍隆將Prima描述為“醫(yī)學(xué)影像的ChatGPT”，并指出類似技術(shù)最終有望應(yīng)用于其他成像類型，包括乳腺X光、胸部X光和超聲。霍隆表示，“就像人工智能工具幫助起草電子郵件或提供建議一樣，Prima的目標(biāo)是成為醫(yī)學(xué)影像研究解讀的副駕駛。我們相信Prima體現(xiàn)了通過(guò)創(chuàng)新整合醫(yī)療系統(tǒng)與人工智能驅(qū)動(dòng)模型，改善醫(yī)療服務(wù)的變革潛力。”

期刊參考：

柳義薇、薩米爾·哈拉克、阿薩杜爾·喬杜里、蘇米亞尼爾·班納吉、瑞秋·戈洛戈?duì)査够⑹垒妗材?卡塔琳娜·邁斯納、阿克謝·拉奧、趙晨輝、阿基爾·孔德普迪、江程、侯欣海、魯希凱什·S·喬希、沃爾克·諾伊施梅爾廷、阿肖克·斯里尼瓦桑、道恩·克萊因多弗、布賴恩·阿西、維卡斯·古拉尼、阿迪亞·潘迪、洪拉克·李、托德·霍隆。從醫(yī)療系統(tǒng)尺度數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)神經(jīng)影像模型。《自然》生物醫(yī)學(xué)工程，2026年;

DOI：10.1038/s41551-025-01608-0

來(lái)源 | 《SCIENCE DAILY》

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