近日,德國(guó)科學(xué)家成功開(kāi)發(fā)出首個(gè)為敗血癥患者提供個(gè)性化抗生素優(yōu)化方案的人工智能(AI)模型。該研究成果已發(fā)表于最新一期醫(yī)學(xué)期刊《npj·數(shù)字醫(yī)學(xué)》。
挑戰(zhàn):敗血癥治療亟需精準(zhǔn)方案
敗血癥是一種因身體免疫系統(tǒng)對(duì)感染產(chǎn)生極端反應(yīng)而引發(fā)的危及生命的疾病,在德國(guó)是主要的死亡原因之一,平均每天約有160人因此喪生。由于病原體在治療初期通常尚未明確,醫(yī)生多采用廣譜抗生素進(jìn)行治療,但這可能引發(fā)腎臟或肝臟等器官的嚴(yán)重副作用。如何在保障療效的前提下避免副作用,成為醫(yī)學(xué)界的一大難題。
突破:AI模型OptAB實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)抗生素選擇
由萊法州衛(wèi)生部門(mén)資助,科布倫茨大學(xué)、科布倫茨應(yīng)用科技大學(xué)及波恩大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了OptAB在線抗生素選擇模型。該模型基于AI數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),專(zhuān)為需要考慮副作用風(fēng)險(xiǎn)的敗血癥患者設(shè)計(jì),旨在通過(guò)精準(zhǔn)算法最大限度提高治療成功率,并減少器官損傷風(fēng)險(xiǎn)。
OptAB采用創(chuàng)新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與微分方程結(jié)合算法,能夠處理患者數(shù)據(jù)中存在的不規(guī)則測(cè)量、缺失值及時(shí)間相關(guān)混雜因素等復(fù)雜情況。模型特別針對(duì)萬(wàn)古霉素、頭孢曲松與哌拉西林/他唑巴坦等常見(jiàn)抗生素,通過(guò)肌酐、總膽紅素及丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),精確預(yù)測(cè)病程進(jìn)展與副作用風(fēng)險(xiǎn)。
成果:AI優(yōu)化治療方案,臨床效果顯著
研究顯示,與臨床中普遍使用的廣譜抗生素相比,OptAB模型推薦的個(gè)性化抗生素組合能夠更快速地發(fā)揮治療效果,同時(shí)顯著降低了患者的器官損傷風(fēng)險(xiǎn)。這一突破性成果為敗血癥治療帶來(lái)了新的解決方案,彰顯了人工智能在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域的巨大潛力。
未來(lái):推進(jìn)臨床應(yīng)用落地
研究團(tuán)隊(duì)表示,未來(lái)將進(jìn)一步驗(yàn)證OptAB模型的穩(wěn)健性,通過(guò)更多臨床試驗(yàn)推動(dòng)模型投入實(shí)際診療,幫助醫(yī)生為敗血癥患者提供更精準(zhǔn)、更安全的治療方案,為醫(yī)療實(shí)踐注入科技動(dòng)力。