兩千多年前，《黃帝內(nèi)經(jīng)》中提出“上醫(yī)治未病”，即醫(yī)術(shù)最高明的醫(yī)生治療還沒(méi)有發(fā)生的病，是能夠預(yù)防疾病的人。
如今，伴隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，這句千年箴言正在賦予新的內(nèi)涵。面對(duì)兒童致殘首因——腦癱的早期預(yù)警難題，西安交大一附院聯(lián)合全國(guó)十余家醫(yī)療機(jī)構(gòu)，基于常規(guī)磁共振成像（MRI），首次構(gòu)建6月齡至2歲嬰幼兒腦癱風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測(cè)模型，突破“確診晚、干預(yù)遲”的臨床困境。
相關(guān)成果近日發(fā)表于《柳葉刀-開(kāi)放科學(xué)》及《IEEE Trans Med Imaging》，為全球腦癱早期防控提供切實(shí)可行的“中國(guó)方案”。
團(tuán)隊(duì)正在為患兒做MRI檢查。受訪(fǎng)者供圖
零起步，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)
這項(xiàng)研究的起源可追溯至2010年。當(dāng)時(shí)，剛從香港大學(xué)完成博士后研究的楊健在導(dǎo)師指導(dǎo)下選擇了腦發(fā)育方向。“在當(dāng)時(shí)，嬰幼兒的腦發(fā)育問(wèn)題備受社會(huì)關(guān)注?！蔽靼步煌ù髮W(xué)第一附屬醫(yī)院影像科教授楊健告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
西安交大一附院作為一家綜合性醫(yī)院，當(dāng)時(shí)尚未有腦發(fā)育專(zhuān)病的數(shù)據(jù)積累?！盀楸ＷC研究順利推進(jìn)，我們每天利用午休兩小時(shí)，為前來(lái)就診的存在腦發(fā)育問(wèn)題的嬰幼兒提供核磁檢查。”楊健坦言，嬰幼兒MRI檢查相比成人更具挑戰(zhàn)，哭鬧、體位移動(dòng)等問(wèn)題頻發(fā)，“往往一個(gè)輕微動(dòng)作就需重新掃描，但我們始終堅(jiān)持了下來(lái)?！?span style="display:none">Vig速刷資訊——每天刷點(diǎn)最新資訊，了解這個(gè)世界多一點(diǎn)SUSHUAPOS.COM
隨著基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不斷增加，15年間，團(tuán)隊(duì)先后獲得國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等十余個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目的支持，研究方向也從最初的嬰幼兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育拓展至局灶性腦白質(zhì)損傷?！巴ㄟ^(guò)對(duì)全國(guó)13家醫(yī)院萬(wàn)余例腦發(fā)育數(shù)據(jù)的分析，我們發(fā)現(xiàn)點(diǎn)狀腦白質(zhì)損傷占比高達(dá)23%，進(jìn)而決心深入探究其高發(fā)病率背后的機(jī)制。”楊健解釋道。
患兒智能早期篩查。受訪(fǎng)者供圖
從人工評(píng)估到AI智能判讀
目前醫(yī)學(xué)界普遍認(rèn)為，腦癱防控關(guān)鍵在于早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)。傳統(tǒng)診斷方法主要依賴(lài)醫(yī)學(xué)影像和全身運(yùn)動(dòng)質(zhì)量評(píng)估（GMs）。然而楊健指出，不同設(shè)備、不同醫(yī)師的影像判讀結(jié)果存在差異，“即便完成MRI掃描，基層醫(yī)生也常難以確診，患兒家屬仍須輾轉(zhuǎn)大醫(yī)院，加重家庭與社會(huì)負(fù)擔(dān)。”
影像診斷5個(gè)關(guān)鍵腦區(qū)。受訪(fǎng)者供圖
研究團(tuán)隊(duì)識(shí)別出內(nèi)囊后肢、半卵圓中心皮質(zhì)脊髓束、大腦腳、丘腦及豆?fàn)詈宋鍌€(gè)腦區(qū)異常信號(hào)或萎縮，是腦癱的五大獨(dú)立預(yù)測(cè)因素?；谶@一發(fā)現(xiàn)，他們創(chuàng)新構(gòu)建視覺(jué)列線(xiàn)圖模型，將復(fù)雜影像信息轉(zhuǎn)化為直觀(guān)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，使風(fēng)險(xiǎn)概率一目了然。
“嬰幼兒全身自發(fā)運(yùn)動(dòng)評(píng)估雖是國(guó)際公認(rèn)方法，但技術(shù)門(mén)檻高。以往我科需派醫(yī)護(hù)人員至復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院進(jìn)修半年以上，并經(jīng)大量臨床實(shí)踐才能合格操作，導(dǎo)致掌握該技術(shù)的專(zhuān)業(yè)人員極為稀缺?！蔽靼步淮笠桓皆盒律鷥嚎浦魅沃芪趸荼硎?。
為此，楊健團(tuán)隊(duì)聯(lián)合西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授徐光華團(tuán)隊(duì)，研發(fā)了基于人工智能的視頻評(píng)估系統(tǒng)。家長(zhǎng)僅用手機(jī)拍攝嬰兒自然活動(dòng)視頻并上傳至小程序，后臺(tái)AI即可自動(dòng)分析并輸出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，實(shí)現(xiàn)腦癱早期篩查。“該系統(tǒng)基于我們上千例病例大數(shù)據(jù)訓(xùn)練而成，有助于在偏遠(yuǎn)地區(qū)推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化診斷，消除地域和醫(yī)院級(jí)別差異。”楊健表示，目前該技術(shù)正處于驗(yàn)證階段，團(tuán)隊(duì)期望盡快向全國(guó)推廣。
團(tuán)隊(duì)成員、西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像科副研究員李賢軍補(bǔ)充說(shuō)，若患兒通過(guò)小程序初篩顯示風(fēng)險(xiǎn)，可至就近醫(yī)院進(jìn)行核磁檢查，基層醫(yī)生通過(guò)比對(duì)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的視覺(jué)列線(xiàn)圖模型即可快速完成診斷驗(yàn)證?！霸撃Ｐ鸵言谌珖?guó)13家醫(yī)療單位的383名患兒中完成驗(yàn)證，預(yù)測(cè)精度達(dá)95%，在預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性、臨床適用性及基層適配性方面均表現(xiàn)優(yōu)異?！?span style="display:none">Vig速刷資訊——每天刷點(diǎn)最新資訊，了解這個(gè)世界多一點(diǎn)SUSHUAPOS.COM
團(tuán)隊(duì)對(duì)新生兒MRI檢查前準(zhǔn)備。受訪(fǎng)者供圖
攻堅(jiān)技術(shù)難題，推動(dòng)基層早診早治
回顧攻關(guān)歷程，楊健表示最大的困難在于嬰幼兒腦區(qū)圖像的分割與處理。成人腦區(qū)分割已有成熟軟件支持，但嬰幼兒腦白質(zhì)對(duì)比度低、發(fā)育變化大，傳統(tǒng)方法常無(wú)法精準(zhǔn)識(shí)別?！拔覀兣c上?？萍即髮W(xué)教授沈定剛等國(guó)內(nèi)頂尖團(tuán)隊(duì)合作，歷時(shí)十年才突破關(guān)鍵技術(shù)。”
此外，2024年團(tuán)隊(duì)對(duì)來(lái)自全國(guó)多家醫(yī)院的1200多例腦癱兒童MRI數(shù)據(jù)，與聯(lián)影智能石峰團(tuán)隊(duì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，包括深度學(xué)習(xí)超分處理和影像分類(lèi)，以構(gòu)建高質(zhì)量訓(xùn)練集。
目前，團(tuán)隊(duì)正致力于腦癱智能診斷的深入研究，重點(diǎn)攻關(guān)圖像分割、病灶檢測(cè)與三維重建技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)室中，一套智能調(diào)控機(jī)械臂系統(tǒng)格外引人注目。據(jù)團(tuán)隊(duì)成員、西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院主治醫(yī)師卞益同介紹，該系統(tǒng)可在影像分析基礎(chǔ)上定位腦部特定靶點(diǎn)，通過(guò)精準(zhǔn)刺激靶點(diǎn)實(shí)現(xiàn)干預(yù)康復(fù)?！斑B續(xù)干預(yù)一個(gè)月后，患兒腦神經(jīng)纖維連接可發(fā)生重塑，康復(fù)效果顯著，這為我們帶來(lái)很大信心。”卞益同表示，目前該設(shè)備已完成醫(yī)院醫(yī)務(wù)部備案，進(jìn)入臨床應(yīng)用階段。
十五年研究中，團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持長(zhǎng)期隨訪(fǎng)，關(guān)注患兒入學(xué)情況、學(xué)習(xí)能力及生活自理水平?！半S訪(fǎng)既有助于掌握康復(fù)效果，也能幫助團(tuán)隊(duì)為經(jīng)濟(jì)困難家庭申請(qǐng)減免項(xiàng)目，切實(shí)助力患兒康復(fù)?！睏罱≌f(shuō)。
人腦復(fù)雜而神秘，腦癱防控仍面臨諸多挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)未來(lái)目標(biāo)是通過(guò)智能診斷技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，不斷提升腦癱早期診斷準(zhǔn)確率，并推動(dòng)其在基層廣泛應(yīng)用。
“6個(gè)月內(nèi)兒童腦癱診斷屬早期診斷。越早診斷，患兒異常運(yùn)動(dòng)模式和姿勢(shì)尚未固化，干預(yù)效果越好——這正是我們努力的方向。”楊健總結(jié)道。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1109/TMI.2025.3575084
https://doi.org/10.1016/j.eclinm.2025.103364
本文鏈接：AI破譯MRI，他們讓兒童腦癱診斷走向標(biāo)準(zhǔn)化http://www.sq15.cn/show-11-25186-0.html
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