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Uma abordagem de IA pode ajudar a detectar a doença de Alzheimer por meio de testes de imagem cerebral de rotina

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Uma abordagem de IA pode ajudar a detectar a doença de Alzheimer por meio de testes de imagem cerebral de rotina

resumo: Usando dados de neuroimagem, um novo algoritmo de aprendizado profundo foi capaz de detectar a doença de Alzheimer com uma precisão de 90,2%.

fonte: missa pública

Embora os pesquisadores tenham feito grandes progressos na detecção de sinais da doença de Alzheimer usando testes de imagem cerebral de alta qualidade coletados como parte de estudos de pesquisa, uma equipe do Hospital Geral de Massachusetts (MGH) desenvolveu recentemente um método preciso de detecção com base em imagens cerebrais clínicas coletadas organicamente. . rotina. O avanço pode levar a diagnósticos mais precisos.

Para o estudo publicado na Mais umMatthew Lemming, PhD, pesquisador do MGH Center for Systems Biology e investigador do Alzheimer’s Disease Research Center em Massachusetts, e seus colegas usaram aprendizado profundo – um tipo de aprendizado de máquina e inteligência artificial que usa grandes quantidades de dados e algoritmos complexos para treinar modelos.

Nesse caso, os cientistas desenvolveram um modelo para detectar a doença de Alzheimer com base em dados de imagens de ressonância magnética (MRIs) do cérebro coletadas de pacientes com e sem Alzheimer que foram atendidos no MGH antes de 2019.

Em seguida, o grupo testou o modelo em cinco conjuntos de dados – MGH após 2019, Brigham and Women’s Hospital antes e depois de 2019 e sistemas externos antes e depois de 2019 – para ver se ele poderia detectar com precisão a doença de Alzheimer com base na verdade dos dados clínicos globais, independentemente do hospital e do tempo.

No geral, a pesquisa incluiu 11.103 imagens de 2.348 pacientes com risco de desenvolver a doença de Alzheimer e 26.892 imagens de 8.456 pacientes sem a doença de Alzheimer. Em todos os cinco conjuntos de dados, o modelo detectou risco de doença de Alzheimer com uma precisão de 90,2%.

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Uma grande inovação do trabalho foi a capacidade de detectar o mal de Alzheimer independentemente de outras variáveis, como a idade. “A doença de Alzheimer geralmente ocorre em adultos mais velhos e, portanto, os modelos de aprendizado profundo geralmente têm dificuldade em detectar os casos iniciais mais raros”, diz Lemming.

Neste caso, os cientistas desenvolveram um modelo para detectar a doença de Alzheimer com base em dados de imagens de ressonância magnética (MRIs) do cérebro coletadas de pacientes com e sem Alzheimer que foram vistos no MGH antes de 2019. A imagem é de domínio público.

“Resolvemos isso tornando o modelo de aprendizado profundo ‘cego’ para os recursos do cérebro que foram excessivamente correlacionados com a idade do paciente”.

Outro desafio comum na detecção de doenças, especialmente em ambientes do mundo real, observa Lemming, é lidar com dados muito diferentes do conjunto de treinamento. Por exemplo, um modelo de aprendizado profundo treinado em ressonância magnética de um scanner fabricado pela General Electric pode não reconhecer imagens de ressonância magnética coletadas em um scanner fabricado pela Siemens.

O modelo usou uma medida de incerteza para determinar se os dados do paciente eram muito diferentes do que havia sido treinado para poder fazer uma previsão bem-sucedida.

“Este é um dos únicos estudos que usou rotineiramente a ressonância magnética do cérebro para tentar detectar demência. Embora um grande número de estudos de aprendizagem profunda tenha sido feito para detectar a doença de Alzheimer por meio da ressonância magnética do cérebro, este estudo dá passos substanciais para realmente fazê-lo em realidade. ambientes clínicos em vez de ambientes laboratoriais idealizados”, disse Lemming.

“Nossos resultados – generalizando em todo o local, ao longo do tempo e na população – constituem um forte argumento para o uso clínico dessa tecnologia de diagnóstico”.

Co-autores adicionais incluem Sudeshna Das, PhD, e Hyungsoon Im, PhD.

Financiamento: Este trabalho foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde e por meio de um Programa de Inovação Tecnológica financiado pelo Ministério do Comércio, Indústria e Energia da República da Coreia, administrado por meio de um subcontrato com o MGH.

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Sobre esta inteligência artificial e notícias de pesquisa da doença de Alzheimer

autor: Braddon Chase
fonte: missa pública
comunicação: Braddon Chase – Missa Geral
foto: A imagem é de domínio público

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Isso indica o contorno da cabeça

Pesquisa original: acesso livre.
Regressão de confusão adversária e medidas de incerteza para a classificação de ressonância magnética clínica heterogênea no Mass General Brigham.Por Matthew Lemming et al. Mais um


um resumo

Regressão de confusão adversária e medidas de incerteza para a classificação de ressonância magnética clínica heterogênea no Mass General Brigham.

Neste trabalho, apresentamos uma nova arquitetura de aprendizado profundo, MUCRAN (Multi Correlative Regression Adversarial Network), para treinar um modelo de aprendizado profundo em ressonância magnética cerebral com fatores de confusão demográficos e técnicos retraídos.

Treinamos o MUCRAN usando 17.076 exames de ressonância magnética cerebral clínica T1 coletados no Hospital Geral de Massachusetts antes de 2019 e demonstramos que o MUCRAN pode retratar com sucesso os principais fatores de confusão no vasto conjunto de dados clínicos. Também aplicamos um método para medir a incerteza em um conjunto desses modelos para excluir automaticamente dados fora de distribuição na detecção de AD.

Ao combinar MUCRAN com uma medida de incerteza, mostramos aumentos consistentes e significativos na precisão da detecção de AD para dados MGH recém-coletados (pós-2019; 84,6% com MUCRAN vs. 72,5% sem MUCRAN) e para dados de outros hospitais (90,3 %) de um hospital Brigham and Women’s e 81,0% de outros hospitais).

O MUCRAN apresenta uma abordagem generalizável para detecção de doenças baseada em aprendizado profundo em dados clínicos heterogêneos.

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Comparação da tripulação comercial da NASA Boeing Starliner e SpaceX Dragon

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Os cientistas descobriram uma forma de compensar os efeitos dos genes que encurtam a vida em mais de 60%.

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Os cientistas descobriram uma forma de compensar os efeitos dos genes que encurtam a vida em mais de 60%.

Novas pesquisas sugerem que um estilo de vida saudável pode reduzir significativamente a influência dos genes que predispõem à redução da expectativa de vida, talvez em mais de 60%. O estudo utilizou dados de mais de 350.000 indivíduos do Biobank do Reino Unido para analisar os efeitos dos riscos genéticos e fatores de estilo de vida na expectativa de vida. Concluiu que estilos de vida desfavoráveis ​​e predisposição genética aumentam de forma independente o risco de morte prematura, destacando a importância de comportamentos saudáveis ​​no prolongamento da esperança de vida, especialmente para aqueles em risco genético. Crédito: SciTechDaily.com

Um estilo de vida pouco saudável aumenta o risco de morte em 78%, independentemente da predisposição genética.

Análise de dados de estudos de grande escala e longo prazo, publicados em Medicina Baseada em Evidências do BMJEle ressalta que a adoção de um estilo de vida saudável pode neutralizar o efeito dos genes que encurtam a expectativa de vida em mais de 60%.

Embora os genes e o estilo de vida pareçam ter um efeito aditivo na longevidade de uma pessoa, um estilo de vida pouco saudável está independentemente associado a um risco aumentado de 78% de morte prematura, independentemente da predisposição genética, sugere a investigação.

O Índice de Risco Genético (PRS) combina múltiplas variantes genéticas para chegar à predisposição genética geral de uma pessoa para uma vida útil mais longa ou mais curta. O estilo de vida – consumo de tabaco, consumo de álcool, qualidade da dieta, quantidade de sono e níveis de atividade física – é um fator importante.

Mas não está claro até que ponto um estilo de vida saudável pode compensar uma predisposição genética para uma expectativa de vida mais curta, dizem os pesquisadores.

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Para explorar isto ainda mais, contaram com um total de 353.742 adultos, recrutados para o Biobank do Reino Unido entre 2006 e 2010, e cuja saúde foi acompanhada até 2021.

Uma pontuação de risco genético foi derivada para riscos de vida longos (20% dos participantes), intermediários (60%) e curtos (20%), usando dados do estudo de coorte LifeGen.

A pontuação ponderada de estilo de vida saudável, que inclui não fumar atualmente, consumo moderado de álcool, atividade física regular, forma corporal saudável, sono adequado e dieta saudável, foi categorizada em favorável (23% dos participantes), regular (56%) e médio. (56%). e padrões de estilo de vida desfavoráveis ​​(22%), utilizando dados do estudo US NHANES.

Resultados do estilo de vida e riscos genéticos

Durante um período médio de acompanhamento de aproximadamente 13 anos, 24.239 participantes morreram.

Aqueles com predisposição genética para uma vida curta tinham 21% mais probabilidade de morrer precocemente do que aqueles com predisposição genética para uma vida longa, independentemente do estilo de vida.

Da mesma forma, aqueles com um estilo de vida inadequado tinham 78% mais probabilidade de morrer prematuramente do que aqueles com um estilo de vida adequado, independentemente da sua predisposição genética.

Aqueles com alto risco genético de vida curta e que tinham um estilo de vida inadequado tinham duas vezes mais probabilidade de morrer do que aqueles com predisposição genética para uma vida longa e que tinham um estilo de vida adequado.

Quatro fatores em particular parecem constituir uma combinação ideal de estilo de vida: não fumar; Atividade física regular. Sono adequado à noite. E siga uma dieta saudável.

Este é um estudo observacional e, como tal, não podem ser tiradas conclusões definitivas sobre causa e efeito, os investigadores reconhecem várias limitações às suas descobertas.

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Por exemplo, o estilo de vida foi avaliado apenas num momento e as escolhas de estilo de vida variaram de acordo com a idade. Todos os participantes eram também descendentes de europeus, o que pode limitar a generalização dos resultados, dizem os investigadores.

No entanto, sugerem que as suas descobertas sugerem que o risco genético de redução da esperança de vida ou morte prematura pode ser compensado por um estilo de vida adequado em cerca de 62%.

Aqueles com alto risco genético de escassez poderiam prolongar a sua esperança de vida em quase 5,5 anos aos 40 anos com um estilo de vida saudável, sugerem os investigadores, acrescentando que, dada a forma como os hábitos de vida se estabelecem antes da meia-idade, devem ser tomadas medidas para mitigar a predisposição genética. Uma vida mais curta é necessária antes disso.

Os pesquisadores concluíram: “Este estudo demonstra o papel fundamental de um estilo de vida saudável na mitigação do efeito de fatores genéticos na redução da expectativa de vida”. “As políticas de saúde pública para melhorar estilos de vida saudáveis ​​servirão como complementos poderosos aos cuidados de saúde tradicionais e mitigarão o impacto dos factores genéticos na esperança de vida humana.”

Referência: “Predisposição genética, padrões de estilo de vida modificáveis ​​e seus efeitos combinados na expectativa de vida humana: evidências de vários estudos de coorte” por Zilong Bian, Lijuan Wang, Rong Fan, Jing Sun, Lili Yu, Meihong Xu, Paul R. H. J. Timmers e Xia Chen , James F. Wilson, Evropi Theodoratou, Shifeng Wu e Xue Li, 29 de abril de 2024, Medicina Baseada em Evidências do BMJ.
DOI: 10.1136/bmjebm-2023-112583

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O antigo Telescópio Espacial Hubble volta à vida após um mau funcionamento

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O antigo Telescópio Espacial Hubble volta à vida após um mau funcionamento

A NASA fez isso de novo. A agência espacial dos EUA corrigiu a última falha que afetava o antigo Telescópio Espacial Hubble. O observatório está de volta à ação para desvendar os segredos do universo. “Todos os instrumentos do Hubble estão online e a espaçonave retomou a realização de observações científicas.” NASA disse Em comunicado em 30 de abril.

O problema começou em 23 de abril, quando o Hubble entrou em modo de segurança devido a um problema com um de seus giroscópios. O giroscópio enviou leituras falsas, acionando a caixa de areia do observatório onde as operações científicas estão suspensas. O problema do giroscópio não é novo. O mesmo giroscópio que causou o mau funcionamento recente também se comportou em novembro com problema semelhante.

O Hubble possui seis giroscópios, mas apenas três deles estão operacionais. Os giroscópios ajudam o telescópio a apontar na direção certa para fazer observações e coletar dados. A NASA tem um plano backup que permitiria ao Hubble continuar operando com apenas um giroscópio, mas não precisou implementar esse procedimento. “A espaçonave está saudável e operacional novamente usando todos os três giroscópios”, disse a NASA.

O Hubble foi lançado em 1990. Ele encontrou alguns problemas técnicos durante sua vida, incluindo um sério defeito no espelho que foi resolvido por uma missão de ônibus espacial em 1993. No final, a NASA realizou cinco missões de manutenção, a última delas em 2009. A NASA não opera mais ônibus espaciais, por isso não pode enviar astronautas para consertar o Hubble quando algo dá errado. A solução de problemas deve ser feita no solo, o que torna o histórico de reparos bem-sucedidos da equipe ainda mais impressionante.

Problemas técnicos e hardware desatualizado não são os únicos desafios que o Hubble enfrenta. A órbita do observatório está a deteriorar-se. “Reiniciar o Hubble para uma órbita mais alta e mais estável poderia acrescentar vários anos de operações à sua vida.” NASA disse em 2022. A agência está estudando opções para estabilizar a órbita do Hubble, incluindo a possibilidade de enviar uma nova missão de serviço usando a espaçonave SpaceX Dragon.

O Telescópio Espacial Hubble é tão antigo que qualquer problema técnico levanta temores sobre o seu eventual desaparecimento. A NASA espera continuar a operar o observatório de 34 anos pelo menos até ao final da década, e talvez mais além. O novo e poderoso Telescópio Espacial James Webb será lançado em 2021, mas não se destina a substituir o Hubble. Em vez disso, os dois observatórios complementam-se e, por vezes, colaboram nas imagens, como quando ambos contribuíram para uma vista deslumbrante de galáxias em forma de “árvore de Natal” em 2023.

O trabalho do Hubble tornou-se icônico, tornou-se famoso Pilares da criação Uma imagem do Hubble Deep Field, uma visão histórica de uma área do céu contendo 1.500 galáxias. O observatório pesquisou por toda parte para documentar os planetas do nosso sistema solar, bem como nebulosas, galáxias e estrelas distantes. Sua missão terminará um dia, mas algumas soluções inteligentes significam que esse dia ainda não chegou.

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