Trí tuệ nhân tạo phát hiện Alzheimer trong các bản chụp cắt lớp não sớm 6 năm so với chẩn đoán

Trí tuệ nhân tạo phát hiện Alzheimer trong các bản chụp cắt lớp não sớm 6 năm so với chẩn đoán
Theo: Tấn Minh Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Sử dụng một bản chụp cắt lớp não thông thường, các nhà nghiên cứu đã lập trình một thuật toán học máy để chẩn đoán bệnh Alzheimer giai đoạn sơ khởi 6 năm trước khi một cuộc chẩn đoán lâm sàng được thực hiện - từ đó cho bác sỹ cơ hội can thiệp sớm.

Đến nay, bệnh Alzheimer vẫn chưa có thuốc chữa trị, nhưng nhiều loại thuốc đầy hứa hẹn đã xuất hiện trong vài năm gần đây, có thể giúp đẩy lùi quá trình phát triển bệnh. Tuy nhiên, những phương thức điều trị này phải được áp dụng sớm trong quá trình tiến triển bệnh mới đạt được kết quả tốt. "Cuộc đua" này đã khiến các nhà nghiên cứu phải tìm ra những cách để chẩn đoán tình trạng bệnh sớm hơn.

"Một trong những khó khăn với bệnh Alzheimer là đến thời điểm mọi triệu chứng lâm sàng đã biểu hiện rõ ràng và chúng ta có thể đưa ra chẩn đoán chính xác, thì quá nhiều neuron đã chết, khiến tình trạng bệnh về căn bản không thể đảo ngược được" - Jae Ho Sohn, Thạc sỹ, Bác sỹ, và là một thành viên của Khoa X-quang và Y sinh tại Đại học San Francisco cho biết.

Trong một nghiên cứu gần đây, Sohn đã kết hợp hình ảnh thần kinh với thuật toán học máy để thử dự đoán liệu một bệnh nhân có thể phát triển bệnh Alzheimer ngay lần đầu họ bắt đầu gặp tình trạng suy nhược trí nhớ - thời điểm tốt nhất để can thiệp - hay không.

Các bản chụp cắt lớp phát xạ Positron (PET), vốn dùng để đo mức độ của các phân tử cụ thể, như glucose trong não, đã được nghiên cứu để sử dụng như một công cụ giúp chẩn đoán bệnh Alzheimer trước khi các triệu chứng trở nên rõ ràng. Glucose là nguồn nhiên liệu chính cho các tế bào não, và một tế bào càng hoạt động nhiều, nó càng sử dụng nhiều glucose. Khi các tế bào não bị bệnh và chết đi, chúng sử dụng ít dần và cuối cùng là không còn sử dụng glucose nữa.

Các loại bản chụp PET khác được dùng để tìm các protein cụ thể có liên quan đến Alzheimer, nhưng bản chụp PET glucose phổ biến hơn và rẻ hơn nhiều, đặc biệt là tại các cơ sở chăm sóc sử khỏe nhỏ và tại các quốc gia đang phát triển, bởi chúng còn được sử dụng để đánh giá các giai đoạn của bệnh ung thư.

Các bác sỹ X-quang đã sử dụng những bản chụp này để thử phát hiện Alzheimer bằng cách xem mức độ glucose giảm đi trong não, đặc biệt là ở thùy trước và thùy đỉnh của não. Tuy nhiên, bởi căn bệnh này là một dạng rối loại diễn tiến chậm, những thay đổi trong glucose là rất nhỏ và rất khó để phát hiện ra nếu chỉ nhìn bằng mắt thường.

Để giải quyết vấn đề này, Sohn đã ứng dụng một thuật toán học máy lên các bản chụp PET để giúp chẩn đoán giai đoạn đầu của bệnh Alzheimer chính xác hơn.

"Đây là một ứng dụng lý tưởng của học sâu (deep learning) bởi nó đặc biệt mạnh trong việc tìm những quy trình rất nhỏ nhưng phân tán. Các bác sỹ X-quang con người rất giỏi trong việc xác định các chi tiết nhỏ bằng mắt thường như một khối u não, nhưng chúng ta gặp khó khăn trong việc phát hiện những thay đổi chậm hơn, trên phạm vi rộng" - Sohn nói - "Xét khả năng của học sâu trong công việc này, đặc biệt khi so sánh với con người, có vẻ như nó được sinh ra để làm việc này".

Để huấn luyện thuật toán, Sohn đã cho nó những hình ảnh từ Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI), một bộ cơ sở dữ liệu công cộng khổng lồ gồm các bản chụp PET từ các bệnh nhân đã thực sự được chẩn đoán mắc bệnh Alzheimer, suy giảm nhận thức mức độ nhẹ, hoặc không hề bị rối loạn. Cuối cùng, thuật toán bắt đầu tự học những đặc điểm nào là quan trọng để dự báo việc chẩn đoán bệnh Alzheimer và đặc điểm nào không.

Trí tuệ nhân tạo phát hiện Alzheimer trong các bản chụp cắt lớp não sớm 6 năm so với chẩn đoán - Ảnh 1.

Não của người bị Alzheimer (trái) so với não người không bị bệnh

Sau khi đã được huẩn luyện với 1.921 bản chụp, các nhà khoa học đã thử nghiệm nó trên hai bộ dữ liệu để đánh giá hiệu quả. Bộ dữ liệu đầu tiên có 188 hình ảnh lấy từ cùng cơ sở dữ liệu ADNI nói trên, nhưng chưa từng được đưa cho thuật toán trước đây. Bộ thứ hai là toàn bộ các bản chụp từ 40 bệnh nhân đã được chuyển đến Trung tâm Trí nhớ và Lão hóa UCSF với chẩn đoán có thể bị suy giảm nhận thức.

Hiệu năng thuật toán quả thật rất ấn tượng. Nó xác định chính xác 92% số bệnh nhân mắc Alzheimer trong bài thử nghiệm đầu tiên và 98% trong bài thứ hai. Chưa hết, nó thực hiện việc dự báo này trong thời gian trung bình 75,8 tháng - tức sớm hơn một chút so với thời gian 6 năm trước khi bệnh nhân nhận được chẩn đoán chính xác cuối cùng của họ.

Sohn cho biết bước tiếp theo là thử nghiệm và cân chỉnh thuật toán trên những bộ dữ liệu lớn hơn, đa dạng hơn, từ nhiều bệnh viện và quốc gia khác nhau.

"Tôi tin thuật toán này có tiềm năng lớn để sử dụng lâm sàng" - ông nói - "Tuy nhiên, trước khi chúng ta có thể làm điều đó, chúng ta cần xác nhận và cân chỉnh thuật toán cho phù hợp với lượng bệnh nhân lớn hơn và đa dạng hơn, từ nhiều lục địa khác nhau và đến từ các bối cảnh khác nhau".

Nếu thuật toán có thể vượt qua những bài thử nghiệm đó, Sohn nghĩ nó có thể được triển khai khi một nhà thần kinh học khám cho một bệnh nhân tại phòng khám, với vai trò làm một công cụ dự báo và chẩn đoán bệnh Alzheimer, giúp bệnh nhân nhận được phác đồ điều trị cần thiết sớm hơn thông thường.

Tham khảo: UCSF

Bị chó cắn, nam sinh chế tạo thiết bị đuổi chó cực kỳ hiệu quả

tinybook tinybook 6 ngày 13 giờ
Bị chó cắn, nam sinh chế tạo thiết bị đuổi chó cực kỳ hiệu quả
Sau khi nghiên cứu, Minh đã khảo sát tình hình thực tiễn và có kết quả đáng mừng: “Em đã tiến khảo sát và tiến hành thử nghiệm 3 lần trên đàn chó tại nhà bác Lê Văn Long (Bắc Ninh) cho kết quả tốt. Ở ngưỡng âm thanh 40 kHz (120 dB), đàn chó phản ứng, lùi lại dần, 9 con bỏ chạy...".

Các nhà khoa học vừa quay ngược thời gian thành công bằng máy tính lượng tử

tinybook tinybook 6 ngày 15 giờ
Các nhà khoa học vừa quay ngược thời gian thành công bằng máy tính lượng tử
Cỗ máy du hành thời gian của Doraemon liệu có phải là một cỗ máy tính lượng tử?

10 bộ phim Hollywood mô tả chính xác nhất về hiện thực của trí tuệ nhân tạo (P1)

tinybook tinybook 1 tuần 5 giờ
10 bộ phim Hollywood mô tả chính xác nhất về hiện thực của trí tuệ nhân tạo (P1)
Danh sách 10 bộ phim có nội dung về trí tuệ nhân tạo này sẽ giúp bạn có thể tìm hiểu cách con người tưởng tượng ra sao về AI trong tương lai và tính hiện thực của AI trong thời đại ngày nay.

Nhật Bản tiến một bước gần hơn tới việc hồi sinh voi ma mút

tinybook tinybook 1 tuần 6 giờ
Nhật Bản tiến một bước gần hơn tới việc hồi sinh voi ma mút
Từ xác con voi mammoth Yuka nằm lại trong băng vĩnh cửu, ta có được những đột phá mới.

Những hình ảnh cuối cùng về "voi nữ hoàng" của Kenya với đôi ngà đẹp nhất thế giới, chạm tới đất

tinybook tinybook 1 tuần 17 giờ
Những hình ảnh cuối cùng về "voi nữ hoàng" của Kenya với đôi ngà đẹp nhất thế giới, chạm tới đất
Trong hơn 60 năm, con voi được biết đến với cái tên kỳ lạ F_MU1 đã có những cuộc hành trình xuyên suốt vùng đồng bằng Tsavo, Kenya.

Câu đố triệu đô bất khả thi: máy tính cũng phải mất tới vài ngàn năm mới tìm ra câu trả lời

tinybook tinybook 1 tuần 18 giờ
Câu đố triệu đô bất khả thi: máy tính cũng phải mất tới vài ngàn năm mới tìm ra câu trả lời
Thậm chí nếu bạn chứng minh được câu đố này bất khả thi với một cỗ máy, bạn cũng nhận được giải thưởng 1 triệu USD.

[Việt sub] Thiếu niên 15 tuổi tính nhanh hơn máy, gây sốc với BGK Asia's Got Talent

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
[Việt sub] Thiếu niên 15 tuổi tính nhanh hơn máy, gây sốc với BGK Asias Got Talent
Dù bạn tin hay không, thiên tài vẫn tồn tại.

Xem khoảnh khắc tàu vũ trụ Hayabusa 2 của Nhật Bản đáp xuống tiểu hành tinh từng hình thành cùng Hệ Mặt Trời

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Xem khoảnh khắc tàu vũ trụ Hayabusa 2 của Nhật Bản đáp xuống tiểu hành tinh từng hình thành cùng Hệ Mặt Trời
Sau khi hạ cánh, tàu thăm dò Hayabusa 2 của Nhật đã ngay lập tức bắn một viên đạn lên bề mặt đất nhằm mục đích thu thập nhiều mảnh đá vỡ trên Ryugu, tiểu hành tinh được cho đã xuất hiện từ thời hình thành Hệ Mặt Trời.

Độc đáo ý tưởng lốp xe kiêm cánh quạt, vừa là bánh xe đi trên mặt đất nhưng cũng có thể biến thành cánh quạt khi bay

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Độc đáo ý tưởng lốp xe kiêm cánh quạt, vừa là bánh xe đi trên mặt đất nhưng cũng có thể biến thành cánh quạt khi bay
Hãng sản xuất lốp xe hơi nổi tiếng Goodyear mới đây vừa chia sẻ một ý tưởng lốp xe bay thú vị, có thể chuyển đổi và hoạt động được cả trên mặt đất lẫn trên không.

Chuyện gắn giáp vào máy bay trong Đệ nhị Thế chiến và giả thuyết mang tên "Thiên vị sống sót"

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Chuyện gắn giáp vào máy bay trong Đệ nhị Thế chiến và giả thuyết mang tên "Thiên vị sống sót"
Nếu bạn trả lời sai, bạn đã mắc lỗi giống những nhà nghiên cứu và phân tích dữ liệu hàng đầu thời Chiến tranh Thế giới Thứ hai.

Tháp cao 100 mét này là cách Trung Quốc giải quyết được ô nhiễm không khí: giá 2 triệu đô/cái, tạo 10 triệu mét khối không khí sạch mỗi ngày

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Tháp cao 100 mét này là cách Trung Quốc giải quyết được ô nhiễm không khí: giá 2 triệu đô/cái, tạo 10 triệu mét khối không khí sạch mỗi ngày
Tháp lọc khí tại Tây An, Trung Quốc được coi là cỗ máy lọc khí lớn nhất thế giới hiện nay và nó đang góp phần giúp thanh lọc không khí và làm giảm ô nhiễm không khí cho cả một thành phố khỏi khói bụi độc hại.

Hỏi khó: Tại sao ngựa vằn lại có vằn? Nghe giáo sư giải thích xong mới thấy hóa ra đơn giản đến ngây người

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Hỏi khó: Tại sao ngựa vằn lại có vằn? Nghe giáo sư giải thích xong mới thấy hóa ra đơn giản đến ngây người
Vằn trên mình ngựa cũng giống đề-can dán trên xe đua: chúng không có tác dụng làm vật thể chạy nhanh hơn đâu.

Hai thanh niên cố gắng chứng minh Trái Đất phẳng và cái kết đắng, đừng bao giờ coi thường khoa học!

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Hai thanh niên cố gắng chứng minh Trái Đất phẳng và cái kết đắng, đừng bao giờ coi thường khoa học!
"Thú vị thật ...", anh Jeran lẩm bẩm, không tin vào mắt mình.

Cận cảnh chiếc máy bay lớn nhất thế giới do nhà đồng sáng lập Microsoft xây dựng

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Cận cảnh chiếc máy bay lớn nhất thế giới do nhà đồng sáng lập Microsoft xây dựng
Chiếc máy bay này có kích cỡ "khủng" đến mức nó cần có 2 thân máy bay với 2 buồng lái riêng biệt.

Khám phá được bí ẩn căn bệnh Stephen Hawking mắc phải

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Khám phá được bí ẩn căn bệnh Stephen Hawking mắc phải
Các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện ra bí ẩn của chứng xơ cứng teo cơ một bên - căn bệnh mà nhà vật lý lý thuyết Stephen Hawking mắc phải - là do protein đột biến ubiquilin ngừng điều chỉnh hoạt động của lysosome - thành phần tế bào chịu trách nhiệm xử lý chất thải trao đổi chất. Phát hiện này có thể mở ra hướng phát triển phương pháp điều trị cho căn bệnh đánh vào khoảng 200.000 người trên toàn thế giới.

"Quái vật" rắn độc dị biệt nhất hành tinh: Chuyên cắn người đang ngủ say, nọc làm tan máu

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
"Quái vật" rắn độc dị biệt nhất hành tinh: Chuyên cắn người đang ngủ say, nọc làm tan máu
Rắn Mulga là loài rắn độc sở hữu những đặc điểm đáng sợ nhất trong tự nhiên ở nước Úc.

Tìm hiểu về xe tăng Maus - phát minh "điên rồ" từng được kỳ vọng sẽ thay đổi cục diện Thế chiến thứ hai

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Tìm hiểu về xe tăng Maus - phát minh "điên rồ" từng được kỳ vọng sẽ thay đổi cục diện Thế chiến thứ hai
Nhiều sử gia tin rằng, nếu xe tăng Maus của Đức quốc xã, cỗ máy chiến được mệnh danh là “mẹ của các loại xe tăng” này có cơ hội tham chiến, có lẽ cục diện của Thế chiến thứ hai đã thay đổi hoàn toàn.

Mười năm nữa, NASA sẽ đưa loài người trở lại Mặt trăng

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Mười năm nữa, NASA sẽ đưa loài người trở lại Mặt trăng
Kế hoạch cho năm 2019 là bước đầu để thực hiện mục tiêu đưa các phi hành gia trở lại mặt trăng của NASA vào năm 2028.

Hình chụp Sao Hỏa từ vệ tinh cho thấy vết tích những dòng sông cổ có tuổi thọ cả tỷ năm

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Hình chụp Sao Hỏa từ vệ tinh cho thấy vết tích những dòng sông cổ có tuổi thọ cả tỷ năm
Giữa vô số các miệng hố trên bề mặt Sao Hỏa, hình ảnh vệ tinh cho thấy các hệ thống phân nhánh của rãnh và thung lũng, những vết tích có thể do dòng nước tồn tại từ lâu để lại.

Chuyên gia Vũ trụ Nga trầm trồ trước tàu Crew Dragon của Elon Musk: "Roscosmos trông như một cơ quan vũ trụ yếu đuối"

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Chuyên gia Vũ trụ Nga trầm trồ trước tàu Crew Dragon của Elon Musk: "Roscosmos trông như một cơ quan vũ trụ yếu đuối"
Cơ quan Vũ trụ Nga Roscosmos lên tiếng tán dương thành tựu của NASA và SpaceX.

Ngạc nhiên chưa? Phụ kiện camera 2bit của Game Boy chụp ảnh thiên văn cực rõ nét, nhìn thấy cả hố lớn trên bề mặt Mặt Trăng

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Ngạc nhiên chưa? Phụ kiện camera 2bit của Game Boy chụp ảnh thiên văn cực rõ nét, nhìn thấy cả hố lớn trên bề mặt Mặt Trăng
Với cảm biến CMOS 2-bit cùng độ phân giải chỉ 128 x 112 pixel thì kết quả mà nó đem lại quả là tuyệt vời.

Những sinh vật biển phát sáng tuyệt đẹp của đáy Thái Bình Dương sẽ khiến bạn mê mẩn

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Những sinh vật biển phát sáng tuyệt đẹp của đáy Thái Bình Dương sẽ khiến bạn mê mẩn
Bộ sưu tập tuyệt đẹp bao gồm bạch tuộc màu cam, tôm hùm gai, bướm biển, mực kim cương..

Xuất hiện bệnh nhân thứ 3 trên thế giới được chữa khỏi HIV

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Xuất hiện bệnh nhân thứ 3 trên thế giới được chữa khỏi HIV
Người bệnh này được chữa trị bằng phương pháp cấy tế bào gốc.

Vì sao Warren Buffett được coi là nhà đầu tư giỏi nhất thế giới với lợi nhuận 20%/năm trong khi nhiều người có thể đạt mức 100/200%?

tinybook tinybook 2 tuần 6 giờ
Vì sao Warren Buffett được coi là nhà đầu tư giỏi nhất thế giới với lợi nhuận 20%/năm trong khi nhiều người có thể đạt mức 100/200%?
Nhà đầu tư vĩ đại Warren Buffett đạt lợi nhuận trung bình hàng năm khoảng 20%. Còn bạn thì sao? Bạn đầu tư đạt lợi nhuận cao hơn nhưng liệu bạn có giỏi hơn Warren Buffett?

Giải mã mật khẩu siêu dị "ji32k7au4a83": nhìn thì kinh nhưng thật ra vô cùng yếu

tinybook tinybook 2 tuần 9 giờ
Giải mã mật khẩu siêu dị "ji32k7au4a83": nhìn thì kinh nhưng thật ra vô cùng yếu
Câu chuyện đằng sau "ji32k7au4a83" dài và lằng nhằng lắm.

Phát hiện "Thuốc Trường Sinh" trong hầm mộ 2.000 năm tuổi tại Trung Quốc

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Phát hiện "Thuốc Trường Sinh" trong hầm mộ 2.000 năm tuổi tại Trung Quốc
Một chất lỏng màu vàng được tìm thấy trong một chiếc hũ đồng có niên đại đến 2.000 năm tuổi, và theo các nhà khảo cổ học Trung Quốc, đó không phải là rượu.

Nông nghiệp đã suýt chút nữa phá hủy nền văn minh nhân loại, đây là lý do tại sao

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Nông nghiệp đã suýt chút nữa phá hủy nền văn minh nhân loại, đây là lý do tại sao
Nông nghiệp là thứ "công nghệ" quá tiên tiến so với não bộ của người dân Thời kỳ Đồ đá.

Tesla Roadster chính thức là chiếc xe đi xa nhất trong lịch sử nhân loại sau khi được Elon Musk gửi vào vũ trụ 1 năm trước

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Tesla Roadster chính thức là chiếc xe đi xa nhất trong lịch sử nhân loại sau khi được Elon Musk gửi vào vũ trụ 1 năm trước
Năm 2091, chiếc Tesla Roadster sẽ bay đủ gần Trái Đất để ta chiêm ngưỡng. Mong sao đa số chúng ta sẽ sống tới lúc đó, hoặc chiếc xe chưa bị phá hủy.

Hỏi khó: Tại sao Microsoft đặt tên hệ điều hành là Windows?

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Hỏi khó: Tại sao Microsoft đặt tên hệ điều hành là Windows?
Dùng hàng ngày, nhưng bạn còn không thèm hỏi tại sao người anh em Windows lại ... có tên là Windows.

Cậu bé 12 tuổi giải thích vì sao thay vì chơi game ở độ tuổi này, cậu lại đi chế tạo lò phản ứng hợp hạch

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Cậu bé 12 tuổi giải thích vì sao thay vì chơi game ở độ tuổi này, cậu lại đi chế tạo lò phản ứng hợp hạch
"Em nhận thấy hóa ra có những thứ tưởng như bất khả thi với tầm tuổi mình nhưng lại hoàn toàn dễ thực hiện", Jackson Oswalt nói về thành tựu hợp hạch của mình.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat