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人工智能医疗的下一个风口,从疾病诊断到预测

发布时间:2025-02-07 来源: AI智医网 浏览量: 字号:【加大】【减小】 手机上观看

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如今,人工智能(AI)已经在医疗行业得到的应用,从行政管理(如优化医疗编码)到临床应用(如提升放射科医生对医学影像的分析能力),AI 可以帮助医疗系统提高效率、优化资源配置。AI 在医疗领域的另一个重大突破方向是预测性 AI,即利用数据来预测未来健康风险,从而推动医疗模式从诊断疾病向主动预防转变。

Apple Heart Study 的共同首席研究员、斯坦福大学医学教授 明图·图拉基亚博士(Dr. Mintu Turakhia),在患者护理、临床试验、数据科学、人工智能、医疗设备监管及数字健康产品的创建和商业化方面拥有 25 年以上的经验。他认为,未来,人工智能的重点将从诊断疾病转向预测健康风险,从而推动主动性和预防性医疗的发展。

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从模式识别到诊断辅助

人工智能在医疗领域的最初突破主要集中在分类任务,即通过模式识别来诊断疾病。例如:

医学影像分析:深度学习算法在 X 光片、超声波或心电图(ECG) 的诊断能力上,往往可以超越人类医生。

病理学检测:AI 已广泛用于检测 肺部结节、乳腺癌、脑卒中 等疾病,提高筛查效率。

电子健康记录(EHR)分析:AI 还能从电子病历中提取关键信息,辅助医生进行疾病诊断和治疗方案决策。

然而,预测能力远比诊断更具挑战性,因为它涉及长期健康趋势建模、个体化风险评估和多因素综合分析。

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从诊断到健康风险评估

预测性 AI 的核心目标是评估患者未来发生疾病或临床事件的风险,而不仅仅是识别当前疾病。例如:

心电监测数据:即使目前未检测到房颤(AF),AI 仍然可以从数据中发现未来罹患房颤的风险信号。

生命体征、睡眠模式和活动数据:这些数据不仅能用于健身或睡眠追踪,还可以预测未来因心力衰竭住院的风险。

要实现这一预测能力,AI 需要整合多种数据源,并将其与临床结果相关联。目前,医疗数据仍然是孤立的,如影像数据、ECG、智能手表数据、电子病历和医保住院数据等都分别存储。如果能在患者层面整合这些数据,就可以构建多维度、纵向的数据集,从而训练 AI 模型进行更精准的健康风险预测。

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早期干预和预防价值巨大

如何实现 AI 预测健康风险?——以心电监测为例

第一步:心律失常的 AI 诊断

早在 2019 年《Nature Medicine》 期刊(Hannun AW et al.)的研究中,就已证实 AI 可用于高效诊断心律失常(AF),并在后续研究中进一步优化了算法。

第二步:预测未来的房颤风险

AI 还可以检测微小的心脏结构和电信号变化,这些变化可能意味着未来罹患房颤的可能性增加。通过持续 14 天的心电图监测数据,AI 可以识别人类医生难以察觉的细微模式,从而预测未来房颤的可能性。

第三步:扩展到更广泛的健康风险预测

AI 进一步结合其他生物指标,可以预测未来发生中风或心力衰竭的可能性,因为这两种疾病通常由房颤引发。

通过 AI 监测生命体征数据,可以在心衰恶化前提供预警,让医生提前干预,避免住院风险。

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远程医疗 + AI:让预测变得触手可及

远程监测患者健康数据的做法早在 30 多年前就已存在。上世纪 90 年代,植入式心脏设备(如起搏器和除颤器)的制造商就开发了远程监测系统。

如今,随着传感器微型化的发展,远程健康监测变得更加普及:

如智能手表 可检测持续的不规则脉搏,并提醒用户可能存在房颤风险,使其尽早就医。

AI + 可穿戴设备 结合 ECG、生命体征、睡眠数据等信息,建立长期健康模型,以便在临床事件发生前就识别健康风险。

例如:预测房颤、心力衰竭或睡眠呼吸暂停的发生。

监测慢病(如糖尿病、高血压)的恶化趋势,并在住院风险增加时预警。

然而,AI 预测模型必须足够精准,否则可能会造成误报,影响医生的判断。

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预测性 AI 的临床应用方向

未来,预测性 AI 可以应用在两个主要层面:

(1)患者级别:精准风险评估

目前,医生依赖于传统风险评估工具,但它们仅考虑少数变量,预测能力有限。

AI 通过整合数百个变量(如基因、ECG、生命体征),计算更精准的个性化风险评分,帮助医生做出更好的治疗决策。如,AI 可确保所有房颤患者都接受符合指南的抗凝治疗,从而降低中风风险。

(2)人群级别:优化医疗资源

预测性 AI 可筛选高风险人群,提前采取预防措施,降低急诊和住院率。

一些医疗系统正在测试生成式 AI 代理(如虚拟护士),用于远程随访和慢病管理,提升患者依从性。

预测性 AI 正在推动医疗模式从 “被动诊疗” 向 “主动预防” 过渡。AI 需要整合多维度健康数据,并进行长期趋势分析,才能实现真正精准的健康风险预测。

未来,预测性 AI 将与医院信息系统(HIS)、远程监测设备、可穿戴设备深度融合,形成更全面的智能医疗生态。

总之,AI 不是要取代医生,而是要让医生更聪明、更高效。随着 AI 预测能力的不断成熟,医疗保健将变得更精准、更普惠,让每个人都能更早发现健康风险,享受更长寿、更健康的生活。

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