導(dǎo)語(yǔ)：利用人工智能模型，可早期識(shí)別以精神分裂癥、抑郁癥、焦慮癥等為代表的精神障礙風(fēng)險(xiǎn)。華西專家團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)高端醫(yī)療AI企業(yè)聯(lián)影智能的這項(xiàng)最新合作研究成果在柳葉刀子刊發(fā)表，研究顯示，該技術(shù)成果可令精神障礙高危人群通過(guò)臨床腦部影像掃描檢查，從更精準(zhǔn)的人工智能技術(shù)中獲益。
上海2023年5月9日 /美通社/ -- 時(shí)代飛速更迭，人類精神危機(jī)正逐步走向臺(tái)前?！妒澜缧l(wèi)生精神報(bào)告》顯示，全球范圍內(nèi)，每八個(gè)人里就有一人可能罹患精神障礙，而在每年約80,000起自殺事件里，精神障礙患者占據(jù)了其中絕大部分的數(shù)量。它們不僅給個(gè)體帶來(lái)了沉重的痛苦和折磨，也給全球帶來(lái)了嚴(yán)重的疾病負(fù)擔(dān)。
近日，由四川大學(xué)華西醫(yī)院發(fā)起，聯(lián)合四川大學(xué)生物治療國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、聯(lián)影智能、綿陽(yáng)市第三人民醫(yī)院、自貢市第五人民醫(yī)院和美國(guó)辛辛那提大學(xué)，在《柳葉刀》子刊《eBioMedicine》（影響因子：11.205）發(fā)表了題為"Detecting individuals with severe mental illness using artificial intelligence applied to magnetic resonance imaging"的最新研究成果。該研究所開(kāi)發(fā)的人工智能模型可早期篩查精神障礙高危人群患病風(fēng)險(xiǎn)。論文第一作者為呂粟教授團(tuán)隊(duì)張文靜博士后。
華西-聯(lián)影智能研究成果登柳葉刀子刊
由患者常規(guī)檢查影像數(shù)據(jù)訓(xùn)練而成，數(shù)據(jù)集規(guī)模為世界最大
現(xiàn)階段，精神障礙主要包括抑郁癥、焦慮癥、精神分裂癥、雙相情感障礙等。而真正從精神健康到發(fā)病的過(guò)程十分緩慢，且大部分精神障礙患者從首次發(fā)病到接受治療之間往往也存在一定時(shí)間延遲，準(zhǔn)確識(shí)別精神障礙人群并進(jìn)行早期干預(yù)是一大臨床痛點(diǎn)。
然而，此前針對(duì)該方向所開(kāi)發(fā)的人工智能模型所采用的影像數(shù)據(jù)往往對(duì)影像掃描設(shè)備性能要求較高，且掃描耗時(shí)長(zhǎng)、成本高昂，在臨床應(yīng)用上有所限制。另外，前期研究的樣本量較小，大多數(shù)研究納入的受試者均未過(guò)千，尚未出現(xiàn)一種樣本足夠多、能夠適用于臨床輔助診斷的人工智能模型，去有效識(shí)別這些藏匿于大腦深處的精神障礙風(fēng)險(xiǎn)。
聚焦臨床、深入臨床。華西專家團(tuán)隊(duì)以臨床腦部磁共振成像為切入點(diǎn)，開(kāi)展了一項(xiàng)人工智能模型研究，利用大規(guī)模臨床影像數(shù)據(jù)，構(gòu)建了針對(duì)嚴(yán)重精神疾病（包括抑郁癥、精神分裂癥、焦慮癥等）的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可有效識(shí)別嚴(yán)重精神障礙高危人群，助力精神健康早期篩查。
論文研究框架
該研究建立了基于華西醫(yī)院精神衛(wèi)生中心精神科的14915名嚴(yán)重精神疾病患者和4538名健康參與者影像數(shù)據(jù)構(gòu)成的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，并基于綿陽(yáng)市第三人民醫(yī)院的290名患者和310名健康參與者的臨床影像數(shù)據(jù)中完成了驗(yàn)證分析。值得一提的是，該研究的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集是迄今為止最大規(guī)模的精神障礙樣本。
驗(yàn)證結(jié)果顯示，該模型在成功鑒別嚴(yán)重精神疾病患者和健康對(duì)照組個(gè)體方面和其他模型表現(xiàn)相當(dāng)，同時(shí)該模型的泛化能力要顯著強(qiáng)于其他類似的人工智能模型。這意味著該模型針對(duì)不同掃描條件、不同掃描設(shè)備下的臨床影像數(shù)據(jù)的識(shí)別更為穩(wěn)定、優(yōu)異，將在不同醫(yī)院及不同磁共振影像掃描設(shè)備上具備廣闊應(yīng)用空間。
有效排除主觀因素干擾，AI評(píng)估準(zhǔn)確性高于量表自測(cè)62%
現(xiàn)階段，針對(duì)精神障礙的診斷和治療評(píng)估主要依賴臨床癥狀，一定程度上受醫(yī)患雙方主觀因素的影響。因此，針對(duì)精神障礙的臨床診療迫切需求一種客觀的生物學(xué)表征以進(jìn)行準(zhǔn)確高效的指導(dǎo)。
那么基于客觀影像數(shù)據(jù)通過(guò)AI的方式早期識(shí)別精神障礙，與臨床傳統(tǒng)的量表評(píng)估、結(jié)構(gòu)式訪談等方式相比，有何優(yōu)勢(shì)？
為進(jìn)一步驗(yàn)證該模型在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中檢測(cè)精神疾病風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)際效用，研究同時(shí)招募了148名醫(yī)學(xué)生作為被試。（臨床研究表明，由于醫(yī)學(xué)教育的高壓力環(huán)境影響，醫(yī)學(xué)生人群的焦慮和抑郁的發(fā)病率相對(duì)較高。）驗(yàn)證結(jié)果顯示，該人工智能模型更好地模擬了臨床醫(yī)生的診斷結(jié)果，其敏感性要顯著高于醫(yī)學(xué)生群體自我評(píng)估的患病風(fēng)險(xiǎn)（84% vs 22%）。
這也證明了該模型能夠較為早期的預(yù)測(cè)被試者潛在的患病風(fēng)險(xiǎn)，并有效排除被試者在自我評(píng)估患病風(fēng)險(xiǎn)時(shí)的主觀因素干擾，進(jìn)一步佐證該項(xiàng)技術(shù)成果在臨床轉(zhuǎn)化中的高可能性，后續(xù)或?qū)⒂行椭缙谧R(shí)別和干預(yù)嚴(yán)重精神疾病的高危人群。
張文靜博士指出，"該研究成果具有較大臨床應(yīng)用前景，未來(lái)有望對(duì)包括精神疾病患者家屬、留守老年人群、高壓學(xué)生群體等患病潛在高危人群開(kāi)展基于頭部磁共振檢查的精神健康早期篩查，以便醫(yī)生盡早給予早期干預(yù)治療，避免后續(xù)進(jìn)一步發(fā)展成為確定疾病。"
"精神影像學(xué)"臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用之一，助力精神疾患診療
值得一提的是，本研究是在新興交叉學(xué)科"精神影像學(xué)"領(lǐng)域一大重要臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用成果。"精神影像學(xué)"是四川大學(xué)華西醫(yī)院龔啟勇教授和呂粟教授基于團(tuán)隊(duì)近二十年的研究成果所提出的影像學(xué)的新分支，是一個(gè)醫(yī)學(xué)、心理與腦認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、理工、化學(xué)及計(jì)算機(jī)等多學(xué)科交叉的新型學(xué)科領(lǐng)域，其主要目的是以影像學(xué)手段來(lái)客觀、定量地分析人腦活動(dòng)機(jī)制。
精神影像學(xué)的出現(xiàn)，填補(bǔ)了影像學(xué)領(lǐng)域?qū)δX活動(dòng)和精神障礙研究的空白，為心理學(xué)的發(fā)展開(kāi)辟了一條新的途徑，相關(guān)理論基礎(chǔ)也發(fā)表于影像學(xué)頂刊《 Radiology 》。四川大學(xué)華西精神影像團(tuán)隊(duì)正持續(xù)致力于精神影像的臨床轉(zhuǎn)化，以揭示患者和高危人群的特異性腦影像靶點(diǎn)，用于疾病的發(fā)病預(yù)測(cè)，個(gè)體化治療，臨床預(yù)后評(píng)估等。
呂粟教授強(qiáng)調(diào)，近年來(lái)，做好新時(shí)代心理健康和精神衛(wèi)生工作已上升至國(guó)家戰(zhàn)略，精神疾病為我國(guó)帶來(lái)的社會(huì)負(fù)擔(dān)不容忽視。"此次開(kāi)發(fā)的基于磁共振影像的嚴(yán)重精神疾病篩查模型實(shí)用、高效，適用于臨床場(chǎng)景，將有效助力醫(yī)生提升診斷效率與精準(zhǔn)度，以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)重精神疾病的早期識(shí)別，未來(lái)也將有望為患者實(shí)施更有針對(duì)性的干預(yù)手段。"
今年2月，由四川大學(xué)華西醫(yī)院、山東第一醫(yī)科大學(xué)腦科學(xué)與類腦研究院倡導(dǎo)發(fā)起，聯(lián)合國(guó)內(nèi)128家醫(yī)療機(jī)構(gòu)及聯(lián)影共同成立了中國(guó)精神影像聯(lián)盟（Chinese Association of Psychoradiology，CAP）。聯(lián)盟旨在以精神影像研究為紐帶，通過(guò)資源共享、專家互動(dòng)、成員互助，共同推進(jìn)中國(guó)精神影像的高質(zhì)量均衡發(fā)展，提升精神影像的總體水平和國(guó)際影響力。
"本次研究是產(chǎn)、學(xué)、研、醫(yī)協(xié)同創(chuàng)新的成功實(shí)踐。作為中國(guó)精神影像聯(lián)盟中的產(chǎn)業(yè)力量，聯(lián)影智能將繼續(xù)以人工智能技術(shù)助力精神影像學(xué)科前沿創(chuàng)新，共同攻克生命健康難題。"聯(lián)影智能研究院院長(zhǎng)石峰博士指出。
呂粟教授同步強(qiáng)調(diào)，"本研究是華西醫(yī)院在精神影像學(xué)科成果轉(zhuǎn)化之路的重要起點(diǎn)。作為一種新興交叉學(xué)科，精神影像學(xué)科目前還是星星之火，華西醫(yī)院作為中國(guó)精神影像聯(lián)盟的發(fā)起單位，希望能為精神影像學(xué)科原創(chuàng)性技術(shù)轉(zhuǎn)化建立優(yōu)質(zhì)平臺(tái)，共同推進(jìn)一批富有學(xué)術(shù)影響力的成果。"
