近日,IBM与辉(huī)瑞公司(Pfizer)等机构(gòu)合(hé)作开发(fā)了一种新算法,可以利用AI远程分析(xī)人体运动数据,从而判断其患帕金森(sēn)病的严重程度。相关研究成果已发表在自然(Nature)出版集团(tuán)旗下刊物《科学报告》(Scientific Reports)上(shàng)。
帕金森病是一种常见的神经系统变性疾病,主(zhǔ)要症状为震(zhèn)颤、肢体僵硬(yìng)、运动迟缓和步态障碍等。目前没有检验方法能有(yǒu)效确认一个人是否患有帕金森病。用于(yú)评估帕(pà)金森病严重程(chéng)度的是世界运动障碍学会帕金森病综合评量表(MDS-UPDRS)。
在评估过程中,医生会要求患者做出走路、轻敲(qiāo)手指和踩脚等(děng)动作,并(bìng)用0-4的等级判(pàn)断(duàn)患者动作的幅(fú)度、频率(lǜ)和(hé)质量,最终评估其患病的严(yán)重程度。然(rán)而这种评估方式的主观性较强,评估的准确性很大程度上取决于(yú)医生的经验(yàn),而且还会产生“白大褂(guà)效应”(患(huàn)者(zhě)因看到医生血压升高,导致医生诊断不准确)。
IBM研发的算法通过可穿戴式设(shè)备,获取人体运动数据(jù),并将其转换成一系列 “节点”(syllables),每个动作(zuò)都可(kě)以对应多个由“节点”组(zǔ)成(chéng)的序(xù)列。这(zhè)些序(xù)列就是判(pàn)断(duàn)帕金(jīn)森病(bìng)严重程(chéng)度的标志:正常人的“节点”序列(liè)在统计分布上是显(xiǎn)著的,而(ér)帕(pà)金(jīn)森病患者的“节点”序列是杂乱无章的。

借助AI算法,整套系统可以评(píng)估患者姿(zī)势不稳(wěn)和(hé)步态(tài)障碍(PIGD)的情况,也可以(yǐ)借助MDS-UPDRS量表估算患(huàn)者帕金森病的总(zǒng)体(tǐ)严重程度。
该(gāi)论文的第一作者、IBM工程(chéng)师Avner Abrami在其博客文章表示:“这(zhè)种方法的另一(yī)个好(hǎo)处是,与要(yào)求患者去诊所看(kàn)医生相比,远程医疗检查的执(zhí)行频率更高。”研究人员称,如果该(gāi)技术未来投入应用,它能(néng)一天24小(xiǎo)时监测(cè)患者的神经系统状态,并(bìng)用(yòng)平均持续时间少于10分钟的运动作(zuò)为评估数据。相比之下(xià),如果使用(yòng)传统方式,患者需要一年(nián)到医院测(cè)量几次(cì),而且(qiě)评估结果往往带有较(jiào)强的主观性。
据介绍,该研(yán)究是IBM与(yǔ)辉瑞公司合作(zuò)的蓝天计划(BlueSky)项目的一部分。项目于2016年启动,目的在于能(néng)开发出一种系统,以改善进行(háng)帕金森病药(yào)物临床试验的方式。要实现BlueSky项目的目标,基(jī)本前提是对临(lín)床(chuáng)试验进行数(shù)字化(huà)处(chù)理。为此,首先需要在(zài)日常生活中连(lián)续不断地收(shōu)集帕金森(sēn)病患者的运动(dòng)数据,其次(cì)开发AI算法对这(zhè)些(xiē)数(shù)据进行(háng)分析研究,最后对患者的运动功(gōng)能进行实时(shí)评估。
在新冠疫情(qíng)的(de)背景下,这项(xiàng)技术(shù)还可以减少中老(lǎo)年人出门的(de)次(cì)数,降低其感染新冠病毒的风险。 “如何扩大远程医疗服务(wù)范围以帮助易受新冠(guàn)病毒(dú)感染的患者(zhě)留在家中(zhōng)越来越受到关(guān)注(zhù),而(ér)我们的研究(jiū)表明神经病学家能够远(yuǎn)程(chéng)、准(zhǔn)确地(dì)评估帕金森病患者。” 论(lùn)文作者之一(yī)、IBM研究人员(yuán)Vittorio Caggiano称(chēng)。