AI+MRI侦测早期认知障碍

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香港中文大学医学院研究证实,由人工智能技术(AI)研发出的磁力共振(MRI)脑扫描指数,有助侦测早期认知障碍疾病,且为全球首次证实能侦测三类早期神经系统退化性认知障碍疾病。

期阿兹海默症的症状与正常老化往往难以分辨,与一些常见的神经系统退化性认知障碍疾病如路易氏体认知障碍症,以及额颞叶认知障碍症等的早期临床症状亦十分相似,故要在早期阶段区分较为困难。香港中文大学医学院早前进行一连串研究,证实由人工智能技术(AI)研发出的磁力共振(MRI)脑扫描指数,不但有助侦测早期认知障碍疾病,包括阿兹海默症(AD)、路易氏体认知障碍症(DLB)及额颞叶认知障碍症(FTD),并且是全球首次证实这指数在临床侦测这三类早期神经系统退化性认知障碍疾病方面具高准确度。

及早诊断是治疗关键

在香港,每十名长者便有一名罹患认知障碍症(Dementia),为患者及其照顾者的生活质素带来严重影响。随着香港人口老化的情况日益严重,预计至2039年,患上认知障碍症的长者将由2009年约10万人上升三倍至超过33万人。及早诊断及介入治疗是减轻疾病对患者影响的关键。

神经系统退化性认知障碍疾病患者常见的脑部转变包括异常蛋白积聚(如淀粉状蛋白斑块)及神经传导物质减少(如多巴胺)。虽然现时可通过正电子扫描或脑脊髓液检查侦测患者脑部生物特征的变化,但这些检测方法目前在本港并不普及。

中大医学院内科及药物治疗学系脑神经科主任莫仲棠教授表示:「随着抑制淀粉状蛋白治疗、全面多元化生活模式及营养治疗等疗法的出现,若患者能在早期阶段确诊并配合适当治疗,或可减慢阿兹海默症的病程发展。因此,能更便捷和精准检测早期阿兹海默症甚为重要。」

除异常蛋白积聚及神经传导物质减少外,脑部不同部位的萎缩亦会导致相应的认知障碍症状。中大医学院介入放射学系朱昭颖教授表示:「脑部萎缩的情况往往延至疾病晚期才能通过肉眼比对磁力共振影像发现。在患者出现轻度认知障碍阶段时,大多难以透过肉眼观察磁力共振影像来侦测脑部萎缩的情况及规律。」

灵敏度较肉眼高

随着人工智能「模式识别」技术的发展,并结合能够量化不同脑区体积细微转变的磁力共振自动分析算法,中大医学院脑神经科与影像及介入放射学系联手,研究应用人工智能技术结合磁力共振脑扫描指数在侦测早期阿兹海默症及常见认知障碍疾病的可能性。自2019年起,研究团队为2,121名长者进行磁力共振分析,当中635名为阿兹海默症患者、61名为路易氏体认知障碍症患者、97名为额颞叶认知障碍症患者,以及1,328名认知能力正常人士。研究显示,人工智能技术研发出的磁力共振脑扫描指数比肉眼更精确灵敏,在侦测轻度阿兹海默症方面的灵敏度较以肉眼对比高25%。

透过人工智能技术研发出的磁力共振脑扫描指数,在侦测轻度至中度额颞叶认知障碍症及轻度路易氏体认知障碍症方面分别高达96%及83%。若研究对象的检测结果为阳性,可透过进一步的检查,如正电子扫描或脑脊髓液检查,诊断病症。

磁力共振的检查时间约需15分钟,脑扫描影像上载至云端分析系统后,人工智能技术研发出的磁力共振脑扫描指数会在十分钟后完成报告。系统亦可分析其他独立脑部区域的体积及与脑小血管病相关的脑部病变体积(如脑白质病变),为诊断因其他脑部转变而引致的认知障碍疾病提供更多资讯。

中大医学院内科及药物治疗学系临床专业顾问区颕芝医生表示:「磁力共振过往常用于排除非神经系统退化性认知障碍疾病的临床诊断,例如脑小血管病、脑积水或脑肿瘤。随着磁力共振技术的发展及人工智能的结合应用,磁力共振将更有效地协助侦测早期阿兹海默症及其他认知障碍疾病。」3

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