近日,IBM与辉瑞公司(Pfizer)等机构合作(zuò)开发(fā)了(le)一种新算法,可以利用AI远程分析人(rén)体运动数据,从而判断其患帕金森病的严重程度。相(xiàng)关研究成果已发表(biǎo)在自然(Nature)出版集团旗下刊物《科学报告(gào)》(Scientific Reports)上(shàng)。
帕金(jīn)森病是一(yī)种(zhǒng)常(cháng)见(jiàn)的神经(jīng)系统变性疾病,主要症状为震颤(chàn)、肢(zhī)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认一个人是否(fǒu)患有帕(pà)金森病。用(yòng)于(yú)评估(gū)帕金森病严重程(chéng)度的是世界运动障碍学会帕金森(sēn)病(bìng)综合评(píng)量表(biǎo)(MDS-UPDRS)。
在评估过程中,医生会要求(qiú)患者做出走路、轻敲手(shǒu)指和踩脚等动(dòng)作(zuò),并(bìng)用0-4的等级判(pàn)断患者动(dòng)作的(de)幅度、频率和质量(liàng),最终评估其患病的严重程(chéng)度。然而这种评估方式的主(zhǔ)观性较强,评估的准确性很大程(chéng)度上取决(jué)于医生的经验,而且还会产(chǎn)生“白大褂(guà)效(xiào)应”(患者因看到医生血压升高,导致医(yī)生诊断不准确)。
IBM研发的算法通过可穿戴式设备(bèi),获取人体运动数据(jù),并将(jiāng)其转换成一(yī)系列 “节点”(syllables),每个动作都可以对(duì)应多个由“节点”组成(chéng)的序列。这些序列就是判断(duàn)帕金森病严重程度的标志:正常人的“节点”序(xù)列在统计分布(bù)上是显著的,而帕金森病患者的“节(jiē)点”序列是(shì)杂(zá)乱无章的。

借助AI算法,整套系统可以评估患者姿势不稳和步态障碍(ài)(PIGD)的情况,也可(kě)以借助(zhù)MDS-UPDRS量表(biǎo)估算患者帕金森病的总(zǒng)体(tǐ)严重(chóng)程度。
该论文的第一(yī)作者(zhě)、IBM工程师Avner Abrami在(zài)其博客文(wén)章表示:“这种方法的另一个好处(chù)是,与要求患者去诊所看医(yī)生相比,远(yuǎn)程医疗检查(chá)的执行频率(lǜ)更高。”研究人员称,如果该(gāi)技术(shù)未来投入应用,它能(néng)一天(tiān)24小时监测患(huàn)者的神经系统状态,并(bìng)用平均持续时间少于10分(fèn)钟的(de)运动作为评估数据。相比之下(xià),如果使用传统方式,患者(zhě)需要一年到医院(yuàn)测量几次,而且(qiě)评估结果往往带有较强的主观(guān)性。
据介绍,该(gāi)研究是IBM与辉瑞公司合作的(de)蓝天计划(BlueSky)项(xiàng)目的一部分。项目于2016年启(qǐ)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(yào)物临床试验的(de)方式(shì)。要实现BlueSky项目的目标,基本前(qián)提是对临床试验进(jìn)行数字化处理。为此,首先需要在日常(cháng)生活中连续不断地收集帕(pà)金森病(bìng)患者(zhě)的运动数据,其次开(kāi)发AI算法对这些数据进行分析研究,最后对(duì)患者的运动(dòng)功能进行实(shí)时评估(gū)。
在新冠疫(yì)情的背景下,这项技术还可(kě)以减少中(zhōng)老年(nián)人出门的次(cì)数,降低其(qí)感染(rǎn)新冠(guàn)病毒的风险(xiǎn)。 “如(rú)何扩(kuò)大远程医(yī)疗服务范围以帮助易受新冠病(bìng)毒感染的患者留在家(jiā)中越来越(yuè)受到关(guān)注,而我们的研究(jiū)表明神经病学家能(néng)够(gòu)远程、准确地评(píng)估帕金森病患者。” 论文(wén)作者之一(yī)、IBM研究人员Vittorio Caggiano称。