來自 HSE 大學(xué)和約克大學(xué)的 Skoltech 研究人員及其同事提供了一個(gè)廣泛的指數(shù)數(shù)據(jù)集，這些指數(shù)來自對(duì)大腦供血的三個(gè)主要?jiǎng)用}的超聲掃描。該樣本由 821 名參與者組成，其中大多數(shù)人就讀于普通的公立學(xué)校，這尤其有價(jià)值，因?yàn)橹暗拇蠖鄶?shù)研究都是針對(duì)其他年齡組或患病兒童的。該團(tuán)隊(duì)希望新數(shù)據(jù)能為臨床醫(yī)生提供有用的參考，并促進(jìn)新的發(fā)展、社會(huì)和其他研究。就他們而言，PLOS ONE研究的作者已經(jīng)訓(xùn)練了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可以根據(jù)超聲指標(biāo)來判斷孩子的年齡，證明它們可以用來做出有意義的預(yù)測(cè)。
雖然超聲研究依賴于標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)療設(shè)備(如孕婦常規(guī)檢查中使用的設(shè)備)，但為大腦供血的動(dòng)脈的超聲檢查并不是沒有非常具體的醫(yī)療適應(yīng)癥的人通常會(huì)接受的，尤其是在年輕時(shí).
“超聲檢查在老年人中更為普遍，大多數(shù)針對(duì)兒童的研究都集中在神經(jīng)發(fā)育障礙患者身上。我們的調(diào)查基于解決年齡組、性別、動(dòng)脈和大腦半球之間差異的基本研究問題。具體來說，我們采用了發(fā)展的觀點(diǎn)，因?yàn)樽罱K兒童的成熟與他們的表現(xiàn)有關(guān)，例如他們的學(xué)校成績(jī)，”該研究的第一作者，HSE 大學(xué)副教授兼約克大學(xué)兼職教授 Marie Arsalidou 評(píng)論道。
這些數(shù)據(jù)按年齡組和性別組織，研究人員和臨床醫(yī)生可以將它們用作發(fā)展參考。例如，臨床醫(yī)生可以判斷孩子的超聲檢查指數(shù)是與其年齡相稱的平均值還是有些不尋常。此外，有朝一日，該數(shù)據(jù)集還可以為先進(jìn)的人工智能驅(qū)動(dòng)的決策支持系統(tǒng)做出貢獻(xiàn)，從而使醫(yī)學(xué)界受益。
為了確認(rèn)超聲檢查實(shí)際上可以作為有意義的預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，該團(tuán)隊(duì)建立了機(jī)器學(xué)習(xí)模型，該模型根據(jù)從超聲中獲得的信息(例如血流速度和血管直徑)來猜測(cè)孩子的年齡?，F(xiàn)在，研究人員正計(jì)劃創(chuàng)建模型來嘗試更復(fù)雜的預(yù)測(cè)，尤其是兒童的認(rèn)知能力。
領(lǐng)導(dǎo) Skoltech 團(tuán)隊(duì)的高級(jí)研究科學(xué)家 Maxim Sharaev 補(bǔ)充說：“新數(shù)據(jù)使研究成為可能的另一條線是解釋模型預(yù)測(cè)。例如，通過我們的年齡預(yù)測(cè)模型，我們發(fā)現(xiàn)了男孩和女孩的指數(shù)非常相似。差異主要在兩個(gè)半球之間。我們還確定了需要進(jìn)一步檢查的發(fā)育目標(biāo)，因?yàn)槟承┠挲g組的半球之間的差異大于其他年齡組之間的差異。”
研究中設(shè)計(jì)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型不僅有用，因?yàn)樗鼈儽砻鬟@種預(yù)測(cè)是可能的;研究結(jié)果還指出了數(shù)據(jù)的哪些方面在這些預(yù)測(cè)中更為重要。“我們可以確定哪些特征對(duì)模型的預(yù)測(cè)貢獻(xiàn)最大，并將它們作為潛在的生物標(biāo)志物進(jìn)行調(diào)查。如果對(duì)獨(dú)立收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，然后確認(rèn)這些生物標(biāo)志物指示病理學(xué)或其他重要特征，它們可用于指導(dǎo)臨床決策并建立更好的神經(jīng)模型，”Sharaev 總結(jié)道。
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