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人工智能在睡眠醫(yī)學中的應用

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年11月28日 06:26

剛剛閉幕的全國十三屆人大四次會議通過的十四五規(guī)劃以及2035年的遠景目標,多次重點強調(diào)了加快數(shù)字化中國,培育壯大人工智能在相關領域內(nèi)的開發(fā)應用。這里我就人工智能在睡眠醫(yī)學領域的最新研究進展,匯總了一些資料,做了一下初步的個人闡述,不對之處,望多指正。

1. 在預防疾病領域的應用

睡眠研究記錄了數(shù)十億的生物波形數(shù)據(jù),包括患者呼吸時胸部的起伏、心電變化情況,夢中神經(jīng)元之間的電脈沖以及睡眠周期中檢測到的快速眼動。這些是了解患者健康狀況的一些線索,但是,僅僅用肉眼識別這些圖形的改變是不可能破譯其內(nèi)在含義的,更不可能進一步總結規(guī)律,發(fā)現(xiàn)潛在的模式。而人工智能(AI)可以從大量的人口采集數(shù)據(jù)中識別模式,為健康提供深刻的幫助。西方科學家收集到睡眠期間的數(shù)據(jù),由人工智能來分析,來預測未來疾病的產(chǎn)生,而這一點,可以早于任何癥狀出現(xiàn)之前。比如,一夜不安的睡眠可以預測未來是否患有癡呆癥,夜間心率變異性可以預示著肺炎的發(fā)生,而這些信息可以幫助追蹤傳染病的爆發(fā)。俗語說:日有所思,夜有所夢,同樣可以理解,日有疾患,夜有所顯。因此,可以想象,未來由人工智能產(chǎn)生的預測健康的工具將會誕生,睡上一晚上,就可以評估未來的健康狀況。某些專家甚至預言:“人工智能在睡眠領域是非常有價值的,在某些領域可能是一個巨大的掠奪者?!?/p>

2. 在診斷疾病領域的應用

眾所周知,之前在實驗室里對記錄的PSG數(shù)據(jù)以一種結構化、簡單化的方式進行分析。只是把這些數(shù)據(jù)變成指標和報告,比如:是否患有睡眠呼吸暫停?

而且,PSG分析主要集中在呼吸暫停低通氣指數(shù)(AHI)上,該指數(shù)用于診斷睡眠呼吸紊亂。這種以AHI為中心的方法,很難更好地理解這種疾??;現(xiàn)在,科學的方法是將這種疾病分成更小、更相似的類別。根據(jù)耶魯大學的論文,分類可以基于臨床、病理生理、細胞或分子特征,有時被稱為“表型”。而通過這些隱藏在PSG統(tǒng)計數(shù)據(jù)中,專家認為存在未被發(fā)現(xiàn)的睡眠障礙表型,如果這些表型被發(fā)現(xiàn),將有助于更好地理解睡眠障礙的病理生理學,及早診斷,并加快治療。因為人工智能可以看到的特征信號,是無法用大量數(shù)據(jù)集進行常規(guī)統(tǒng)計分析出來的。此外,機器學習(ML)也是一種可以識別的表型策略,它可以整合多種類型的數(shù)據(jù),包括基因組、分子、細胞和臨床,來識別有意義的OSA表型。

人工智能的另一項應用是來確診發(fā)作性睡病的多次睡眠潛伏期測試(MSLT)中,AI可以幫助醫(yī)務人員確定中樞神經(jīng)系統(tǒng)嗜睡癥的預測概率,一般的統(tǒng)計很難在MSLT上發(fā)現(xiàn)。 

此外,人工智能在PSG記錄中對睡眠結構、呼吸事件的自動分期、分析應用都有了很多的研究,這些應用會極大減輕睡眠醫(yī)務工作者的工作量,提高工作效率,增加診斷的準確性和及時性。

3. 在治療疾病領域的應用

因為人工智能讓我們知曉睡眠呼吸暫停的機制,可以在正確的時間,為正確的患者選擇正確的治療方法,而不是一刀切或試錯法。此外,在使用持續(xù)氣道正壓(CPAP)治療睡眠呼吸暫停時,儀器可以根據(jù)監(jiān)測到的患者流量、壓力、管道濕度、呼吸事件、睡眠時間、治療效果等自動調(diào)整相關的參數(shù),而無需人工干預。此外對儀器使用后的效果評估和服務方式也可以進行個性化的跟蹤、服務。隨著穿戴式睡眠監(jiān)測儀器走進家庭,AI可以根據(jù)每天的監(jiān)測結果自動對睡眠障礙(失眠)治療方式進行跟蹤和評估,如果整合更廣闊的監(jiān)測數(shù)據(jù),比如床的參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、溫度、濕度、光度、噪音等,形成睡眠監(jiān)測的大數(shù)據(jù)庫,AI無疑會起到更大的作用。

可以預計,睡眠醫(yī)學未來離不開AI, 而AI在睡眠領域的應用將大的無法想象。

參考文獻

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