时间的博弈:人工智能可提前2天预测急性肾损伤

  • 时间:
  • 浏览:2
  • 来源:五分快乐8技巧_5分快乐8玩法_五分快乐8官网
  器官损伤老是不易察觉,往往会然后错过最佳治疗时机。基于人工智能的新最好的办法能持续监测病人的健康数据并及时预测即将所处的肾脏损伤。

  在美国的医院中,急性肾功能损伤的发病率高达20%[1],包括异常血压和血容量等多种因素后该诱发有一种十分普遍的病症。但目前医疗界却严重不足有效的手段来预测病人算不算会所处以及何后该所处急性肾损伤。目前对于高危病人的临床正确处理手段是每天检测血液中的肌酸酐浓度,浓度严重不足就愿因肾功能老是老是出现了大大问题。

  近日,来自DeepMind等多个机构的研究人员[2]提出了有一种基于人工智能的新最好的办法,才能有效预测病人即将所处的肾功能损伤。相较于传统最好的办法,有一种新最好的办法能非要提前一到二天检测出大帕累托图病人的肾脏损伤的所处风险。可能肾脏损伤往往在最后阶段才被察觉,此时肾脏可能所处不可逆的损害,严重时可能留下前要暂时或长期透析的后遗症,甚至引起病人的死亡。对于肾脏损伤的早期检测最好的办法将为有效的临床治疗赢得宝贵的时间。

  角度学习作为近年来发展最快的人工智能最好的办法,能非要有效识别出数据中隐含的与特定结果相关的模式。在有一种研究中,研究人员利用角度学习的最好的办法来检测急性肾损伤。训练角度学习算法前要絮状的数据,研究人员从美国退伍军人事务部(US Department of Veterans Affairs,为美国退伍军人及 其家属提供服务)负责运营的172家医院和1062家门诊中,采集了超过70万例成年病例的数据(2011年-2015年)。那先 经过匿名正确处理的数据为研究人员提供了人口统计信息、电子健康档案、化验结果、药物处方和过往治疗记录等数据。论文的第一作者Tomašev和同事们从数据中采集出了约400亿个数据点和400多万个记录价值形式,大伙 选择了有一种被称为循环神经网络的角度学习最好的办法来正确处理时序数据并对计算机进行训练,有一种最好的办法在角度学习领域被证明非常适合正确处理时序数据。

  在训练完成后,研究人员利用原先分离出的独立数据集对算法的有效性进行了测试。基于测试数据,计算机将生成接下来48小时内连续的概率值来追踪每个病人随时间推移所处急性肾损伤的可能。可能预测的概率值超过一定阈值,有一种预测结果将被标记为阳性(如图一所示)。病人后续算不算被检查出病情则会验证算法的预测精度。该模型共同还提供了预测概率值的不选择性,为医生提供了评估预测信号的带宽指标。

图一:预测肾功能障碍的结果。图a表示Tomašev 团队提出的最好的办法能非要给出急性肾损伤的预警信号。研究人员利用人工智能中的角度学习最好的办法来训练计算机从数据中检测与后续肾损伤相关的模式。研究人员利用有一种算法来分析过往的医疗数据,包括电子健康档案跟生验结果等等。计算机分析某个病人的历史数据后,将生成接下来48小时内的连续概率值,对应病人所处急性肾功能损伤的可能。可能概率超过一定阈值,预测结果将被标记为阳性,并向医生发出警报(红点)。图b则表示检测病人肾功能的常规手段:每日监测血液中的肌酸酐。在此假设场景下,Tomašev团队的研究最好的办法将提供比传统最好的办法更早的预警信号,为医生和病人赢得了宝贵的治疗时间。

  Tomašev 和同事们提出的新最好的办法比某些基于统计或机器学习的最好的办法更为精确地预测了即将要所处的肾损伤[3,4],然后对于医院内病人的预测精度最高——医院内病人所处急性肾损伤的比门诊诊所更为频繁,共同时间窗口也更为短暂。对于所有病人和所有类别的肾损伤,包括较为轻微的损伤,有一种系统的平均预测精度达到了56%;而针对更为严重的肾损伤预测,对于后续400天和后续90天内前要透析的病人预测精度则分别达到了84%和90%。该模型在不同的医疗场所和不共同间周期内具有类式的预测精度。

  此外,研究人员使用了消融性分析最好的办法来鉴别与肾损伤所处风险相关的因素,结果发现有某些某些,这大伙 说解释了为啥过去让研究人员分析有一种风险是一件棘手的事。

  图一中的假设病例显示了研究人员所开发的新最好的办法的重大应用潜力。可能利用传统最好的办法检测,医生将在第二天才能获悉肾损伤的所处,而新最好的办法则能非要提前二天预测出来,为医务人员提供了更多宝贵的时间和更多干预治疗的手段,包括增加病人的二氧化碳摄取,可能正确处理使用可能造成肾毒性的药物。

  然而有一种系统也所处一定大大问题:生成一系列假阳性的预测结果,即误报某些那么所处的肾损伤。每个精确的预测会对应原先假阳性结果。假阳性绝大多数来源于患有慢性肾病的病人,疾病的症状会与急性肾损伤叠加,造成结果难以预测。

  本研究的另一局限在于这是一项回顾性研究,利用回顾性研究构建的人工智能最好的办法将在前瞻性研究中所处一定程度的退化[5],这可能是可能临床中的真实数据会比预先所处的经过清洗的“干净”数据要简化得多。

  前瞻性研究是检测预测系统的真实临床价值的根本所在,而预测成功算不算前要唯一应加以评估的因素。要选择计算机生成的预警信号算不算在临床中减少了急性肾损伤的所处率,有一种最好的办法是开展随机设计的临床试验,只将其中一半的预测传递给医生。此外,作者的模型也应该在某些的人群身上进行有效性测试。作者的研究只饱含了非要7%的四十岁的女人 病例,那么模型对于不同性别的病人算不算具有相同的预测精度,也值得在未来进行深入研究。

  虽然有一种研究饱含了不同种类的数据,但还有某些数据源也值得纳入进来,类式病历上的手写内容,来自可穿戴传感器的连续生命监测信号,如心率等,那先 前要可能提供有价值的相关信息。

  对于非重症病人来说,常规监测最好的办法是每天测量一次生命体征,但病人老是会老是老是老是出现病情急转直下的情形。Tomašev 和同事的研究对于原先的病人来说十分有用,能非要在病人所处严重的器官衰竭原先发出预警,为病人赢得宝贵的救治时机。先前,某些某些临床背景下基于人工智能的预测性研究主要着重于研究疾病转归,包括死亡、再入院或住院时间等[6],而Tomašev 等人的研究结果则提供了独特的视角,为临床干预提供了有效的预测信号。

  角度学习有望为医生提供针对任何器官情形的有力预警手段,它的广泛应用大伙 说前要医疗界改变思维最好的办法。然后从非老是的一次性测试转向系统性的连续监测,或将为医务人员提供更有效的手段来预测病人的病情变化。