AI предсказывает болезнь Альцгеймера за шесть лет до постановки диагноза

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали алгоритм машинного обучения, способный выявлять болезнь Альцгеймера на ранней стадии. "Обучение" алгоритма они проводили с помощью сканов, полученных при помощи позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ).

При тестировании программного обеспечения, алгоритм искусственного интеллекта (artificial intelligence, AI) смог обнаружить это заболевание примерно за шесть лет до того, как оно было клинически диагностировано.

Учитывая наличие лекарств, которые могут помочь остановить прогрессирование болезни Альцгеймера, если его обнаружить на ранней стадии, разработка может помочь врачам вмешаться до того, как заболевание станет необратимым. Информация об этой разработке была опубликована в журнале Radiology.

Ученые использовали новый подход, чтобы попытаться спрогнозировать, будет ли у пациента развиваться болезнь Альцгеймера после того, как у него были замечены первые проблемы потери памяти, т.е. в самое оптимальное время для вмешательства врачей. Клетки мозга используют для своего питания глюкозу, и чем активнее эти клетки, тем больше глюкозы они потребляют. Как только клетки мозга заболевают, им постепенно требуется все меньше глюкозы, когда же они умирают, то потребление ими сахара прекращается. Таким образом, глюкозное ПЭТ-сканирование представляет собой удобный способ диагностики болезни Альцгеймера до того, как симптомы станут заметны.

Радиологи ранее уже пытались с помощью ПЭТ-сканирования обнаружить болезнь Альцгеймера, пытаясь обнаружить снижение уровня глюкозы в мозгу, но поскольку болезнь развивается очень медленно, эти изменения трудно обнаружить невооруженным глазом, а вот алгоритм искусственного интеллекта это способен сделать.

В процессе "обучения" алгоритма были определены особенности, которые являются ключевыми для прогнозирования болезни Альцгеймера, при этом алгоритм проанализировал 1921 тестовых ПЭТ-сканов, прежде чем прошел проверку на двух новых наборах данных.

Один набор данных включал 188 дополнительных изображений из тестовой базы данных, которые еще не анализировались алгоритмом, а другой представлял собой совершенно новый набор сканов, полученных при обследовании 40 пациентов, у которых были обнаружены потенциальные когнитивные нарушения.

Алгоритм правильно определил 92% пациентов, у которых развилась впоследствии болезнь Альцгеймера, в первом наборе данных, и 98% - во втором наборе данных. Кроме того, система смогла спрогнозировать развитие болезни в среднем чуть более чем за шесть лет до того, как пациенту был поставлен окончательный диагноз.