深度学习模型如何通过大脑活动数据提升自闭症评估?

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在医疗诊断领域,人工智能技术正发挥着越来越重要的作用。最新研究表明,深度学习模型通过分析大脑活动数据,为自闭症评估提供了更准确、可解释的解决方案。这项突破性研究发表于《柳叶刀》旗下期刊《eClinicalMedicine》,标志着 AI 在医疗领域的又一重大进展。

该深度学习模型通过分析静息态功能磁共振成像(fMRI)数据来工作。fMRI 是一种非侵入性方法,通过监测血氧变化来间接反映大脑活动。在测试中,该模型在区分自闭症谱系障碍(ASD)和神经典型个体方面达到了惊人的 98% 交叉验证准确率。同时,模型生成了清晰、可解释的大脑区域图,直观展示了对其决策影响最大的关键区域。

深度学习模型如何通过大脑活动数据提升自闭症评估?

过去二十年中,ASD 诊断数量显著增加,这主要归因于公众认知的提高、筛查范围的扩大以及诊断标准的更新。早期识别和基于证据的支持可以显著改善患者的发育和适应性结果,并可能提高其生活质量。然而,目前的诊断主要依赖于面对面和行为评估,导致确诊时间可能长达数月甚至数年,这凸显了改进评估途径的迫切需求。

这项研究由普利茅斯大学工程、计算与数学学院的研究人员主导,得到了心理学院和康沃尔智力障碍公平研究(CIDER)小组的支持。研究团队使用了自闭症脑成像数据交换(ABIDE)队列的数据,包括来自 17 个地点的 884 名 7 至 64 岁的参与者。他们比较了不同的可解释性方法,发现基于梯度的技术表现最佳,生成的图谱在各种预处理方法中基本一致。

Amir Aly 博士,普利茅斯大学人工智能与机器人学讲师,也是该研究的学术负责人,指出:“英国有超过 70 万自闭症患者,还有许多人在等待评估。由于诊断仍然依赖于专家的面对面行为评估,因此从评估到确诊的过程可能需要数月,在某些地区甚至需要数年。”

研究团队的目标是开发一个强大且可推广的人工智能驱动模型,以支持全球范围内的自闭症评估临床医生。这补充了 Aly 博士更广泛的研究计划,包括使用机器人支持自闭症患者,以及开发用于分析医疗行业数据的人工智能方法。

Rohit Shankar MBE 教授,普利茅斯大学神经精神病学教授,也是 CIDER 小组的主任,他强调:“他们已经证明,人工智能有潜力作为早期自闭症检测和提高诊断准确性的催化剂。然而,这些是早期原型,需要进一步验证和研究。”

这项研究展示了人工智能在医疗领域的巨大潜力,特别是在支持临床决策和提高诊断效率方面。随着进一步的发展,这种技术有望为自闭症患者和临床医生提供更及时、更准确的评估工具,显著改善诊断流程和治疗效果。

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