醫(yī)聯(lián)攜手多家機構(gòu)和企業(yè),共同創(chuàng)建臨床領(lǐng)域首例MS早篩AI模型
醫(yī)聯(lián)攜手廣州中山大學附屬第三醫(yī)院、北京大學醫(yī)藥管理國際研究中心、北京健康促進會、賽諾菲,共同創(chuàng)建了臨床領(lǐng)域首例多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis,MS)早篩的AI模型,通過自動化高通量地識別高風險患者,使他們及時完成轉(zhuǎn)診,從而縮短MS臨床診斷時間并改善漏診狀況。
日前,根據(jù)該模型的階段驗證結(jié)果撰寫的科研論文——《Integration of the Extreme Gradient Boosting model with electronic health records to enable the early diagnosis of multiple sclerosis》,已被第八屆國際多發(fā)性硬化癥專病大會ECTRIMS-ACTRIMS收錄,同時發(fā)表于專病雜志《Multiple Sclerosis and Related Disorders》。
圖1:論文截圖
MS是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)的嚴重、終身、進行性、致殘性的脫髓鞘疾病,由于免疫系統(tǒng)攻擊引起炎性和神經(jīng)退行性病變。2013年的全球性流行病學研究顯示,全球約有超過230萬MS患者,在西方國家大約每十萬人中就有200患者,發(fā)病高峰集中在 20-40 歲,女性多于男性。中國尚缺乏全國性流行病學數(shù)據(jù),預估我國患病率約為1.39-5.2/10萬人。隨著醫(yī)療條件的改善,越來越多的MS患者可能會被確診,實際流行病學發(fā)病率可能會更高。
病理上MS表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)多發(fā)髓鞘脫失,可伴有神經(jīng)細胞及其軸索損傷,顯著特點為時間和空間多發(fā)性。MS患者因神經(jīng)功能受損臨床表現(xiàn)多樣,最常見的臨床癥狀包括感覺障礙、肢體運動障礙、疲勞和平衡障礙,其它還包括視力下降、頭暈、復視、疼痛、認知障礙、共濟失調(diào)、膀胱或直腸功能障礙等。在眾多癥狀中缺乏特異性典型癥狀,因此,MS極易與其他疾病混淆。
為了緩解和改善MS漏診和誤診率高的現(xiàn)狀,在北京健康促進會及賽諾菲的支持下,醫(yī)聯(lián)醫(yī)療大數(shù)據(jù)團隊聯(lián)合全國多家三甲醫(yī)院,通過實地調(diào)研和數(shù)據(jù)挖掘的方法,提出了首個MS輔助診斷工具,并與廣州中山大學附屬第三醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科專家邱偉教授帶領(lǐng)的臨床專家團隊,北京大學醫(yī)藥管理國際研究中心韓晟主任、汪偌寧研究員等大數(shù)據(jù)方法學專家團隊共同探討,經(jīng)過有效的數(shù)據(jù)治理,嚴格的數(shù)據(jù)管理,持續(xù)的升級迭代,多種模型方法比較,最終選用基于Baysian Optimizater的XGBoost算法完成了AI模型原型,得到專家團隊的一致認可。醫(yī)聯(lián)和專家團隊同時對模型進行了外部獨立測試,驗證結(jié)果與模型性能指標高度一致,驗證了模型在真實臨床場景中的外推性和穩(wěn)健性。
圖2:訓練集五折交叉驗證的XGBoost的ROC曲線
圖3:模型在訓練集和獨立測試集中的各項結(jié)果表明具有高穩(wěn)定性
事實上,當前已有大量模型理論發(fā)表于學術(shù)期刊,但多止步于科研階段,而該模型則真正跨入了臨床應用的門檻。醫(yī)聯(lián)將與賽諾菲、北京健康促進會以及專家團隊持續(xù)努力,將該模型落實到臨床使用中去,擬以全國知名三甲醫(yī)院為起點,逐步向基層醫(yī)院推進,提升MS的風險預測和防控能力,從而改善我國MS的診療現(xiàn)狀。