IBM謝國彤:認知醫療四大焦點,醫藥信息學頂會MedInfo2017最佳論文解讀
新智元報道
MedInfo 2017(第十六屆世界醫藥健康信息學大會)剛剛在杭州閉幕,今年大會的主題是「基於醫藥信息學的精準醫療」。作為國際著名的健康和生物醫學信息領域的盛會, MedInfo 在某種意義上也成為了新信息技術變革醫療健康產業的風向標。
本屆大會上,我們看到 IBM 中國研究院在 MedInfo 2017 上共發表了 8 篇論文,涵蓋了一系列技術進步,旨在從預防、診斷、治療和患者參與(patient engagement)四方面幫助臨床醫生完成慢性疾病的日常管理。實際上,使用認知計算來改善中國醫療已成為 IBM 中國研究院的主要關注領域之一。
IBM 中國研究院認知醫療研究總監謝國彤
IBM 中國研究院認知醫療研究總監謝國彤對新智元表示,研究院的認知醫療聚焦解決一個問題:利用認知計算,重塑疾病管理。具體體現為:
1)疾病預防:基於精準的疾病預測,幫助醫生和患者主動進行併發症的預防;
2)輔助診斷:自動解讀醫學影像,提高疾病篩查和診斷的效率;
3)精準治療:利用真實世界證據增強臨床指南,輔助基層醫生進行個性化治療;
4)患者管理:理解中文自然語言,自動對患者進行隨訪和患者教育。
從 IBM 中國研究院此次在 MedInfo 上發表的 8 篇論文,我們也可以看出 IBM 中國研究院在這一方向上所作出的努力:
1.《針對房顫患者長期華法林用藥的基於群的軌跡分析》
Group-based Trajectory Analysis for Long-Term Use of Warfarin Therapy in Atrial Fibrillation Patients
2.《風險預測模型在危險因素取值未知患者中的應用:一種增量學習方法》
Applying Risk Models on Patients with Unknown Predictor Values: An Incremental Learning Approach
3.《基於聚類分析獲取真實世界證據的醫療決策支持系統》
Gathering Real World Evidence with Cluster Analysis for Clinical Decision Support
4.《基於深度學習的患者中文相似問題檢索》
A Deep Learning based Method for Similar Patient Question Retrieval in Chinese
5.《深度糖尿病專家:基於循環神經網路的降糖藥物處方學習》
Deep Diabetologist: Learning to Prescribe Hypoglycemic Medications with Recurrent Neural Networks
6.《從數據的角度分析個人健康的自我管理》
Personal Health Self-Management in a Data Perspective
7.《利用機器學習方法預測ST段抬高型心肌梗死患者的院內死亡率》
Models to Predict In-hospital Mortality for ST Elevation Myocardial Infarction Patients
8.《利用結局驅動的相似性分析尋找精準人群: 房顫案例研究》
Precision Cohort Finding with Outcome-Driven Similarity Analytics: A Case Study of Patients with Atrial Fibrillation
其中,《針對房顫患者長期華法林用藥的基於群的軌跡分析》(郭世婧,李響,杜昕,劉海峰,謝國彤)獲得了大會最佳論文第二名。
下面是本篇論文的第一作者郭世婧所做的論文解讀。
用藥軌跡分析模型和預測模型的建立
房顫病人有很高的發生腦卒中的風險。對於房顫病人,華法林是一種廣泛被醫生接受的、用來預防腦卒中的長期口服藥。然而,房顫病人對華法林的用藥在一段時間內呈現什麼特徵並不是很明確,比如病人是一直吃藥,還是先吃藥後停葯,還是其他更複雜的軌跡曲線特徵。
另外,一段時間內不同的服藥軌跡對腦卒中的發病會有什麼影響?不同服藥軌跡的病人會不會有什麼其他不同的特徵——比如服藥軌跡不同的人會不會在年齡上存在差異?進一步來講,能否根據病人的特徵數據來預測病人未來會傾向於哪種用藥軌跡?這些問題都需要進一步的探索。
該項研究針對以上問題設計了研究步驟和方法,共分為以下 5 步:
華法林用藥的基於群的軌跡分析的流程圖
第一步,依照選擇標準選擇研究人群;
第二步,應用基於群的軌跡分析模型,依照用藥曲線的相似性進行分群,進而挖掘人群的用藥軌跡曲線。這一步使得具有相似用藥曲線的人分到一群中,並用一條用藥軌跡來代表著這一群人,從而實現了用幾條特徵曲線來清楚地展示所有人群的用藥特徵;
第三步,對影響未來用藥軌跡的基礎特徵進行篩選;
第四步,針對不同用藥軌跡組的人群,挖掘對比人群特徵以及對腦卒中結果的影響;
第五步,建立對用藥軌跡的預測模型。
結果顯示出華法林用藥在人群中呈現出三條不同軌跡。按軌跡將人群分為 3 組後,可觀測出與腦卒中的發生有著密切關係。
此外,不同組人群在年齡、病情、用藥史上呈現出了不同的特徵。預測模型共篩選出了 29 個特徵,多項邏輯回歸模型在測試數據集上呈現出較好的預測結果。
三組的 AUC(曲線下面積)分別為:0.757,0.616 和 0.748。
與會的 IBM 中國研究院認知醫療團隊
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