帕金森病(PD)是目前发病率增长最快的神经系统疾病[1]。
然而,目前临床上PD的诊断,主要依靠的仍然是患者病史及临床症状,评估疾病严重程度靠的也是一些半客观的量表,如常用的运动障碍协会-统一帕金森病评定量表(MDS-UPDR,得分越高越严重)[2]和H&Y分级(分级越高越严重)[3]。
由于PD起病隐匿、逐渐进展的特点,往往在患病多年后患者才出现明显症状,因而错过早期治疗时机[4]。同时,对于PD进展的监测也并没有一个简便有效的方法[5]。
近日,由麻省理工学院的博士生杨宇喆和博士后袁园带领的团队,研发了可利用夜间睡眠时的呼吸信号来诊断PD,并监测PD进展的AI模型。
该模型诊断PD的能力在held-out测试集和外部测试集上的曲线下面积(AUC)分别高达0.90和0.85,且可准确评估PD严重程度及监测其进展,相关成果发表于著名期刊《自然·医学》杂志[6],杨宇喆是论文的第一作者。
值得一提的是,这个研究不仅带来了一个可以诊断和监测PD的人工智能模型,还首次证明了睡眠呼吸信号是帕金森病的一个数字生物标志物。
总的来说,本研究研发的AI模型让居家客观、无创地评估PD病情并监测其进展成为可能,有助于在临床诊断之前对人群进行风险评估,为PD患者后续治疗的评估提供了巨大便利。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41591-022-01932-x
Talk解读:
https://www.techbeat.net/talk-info?id=724
关于PD和呼吸的关系,早在1817年就有报道[7]。
随后更多的研究表明,PD患者脑干中控制呼吸的中枢退化、呼吸肌功能减弱,存在睡眠呼吸障碍[8]。此外,这些呼吸相关症状的出现通常早于临床运动症状,表明其具备在PD临床诊断之前对患者进行风险评估的潜力。
在本研究中,研究人员基于人群夜间呼吸数据构建了可诊断PD、评估其严重程度,同时可监测PD随时间进展的AI模型。该AI模型的输入数据为通过可穿戴设备(呼吸带)或无线电设备(形似路由器,通过发射低功率无线电信号并分析其在人体上的反射)收集的夜间呼吸信号。
研究设计图
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