AI预测呼吸道感染：智能穿戴设备助力提前防治

加拿大研究人员开发AI平台，提前预测呼吸道感染

麦吉尔大学的研究人员宣布他们开发出了一款人工智能平台，可以提前预测人们即将患上呼吸道感染，即使在症状出现之前就能识别。

这项被称为“世界首创”的研究让参与者佩戴智能戒指、手表和T恤，这些设备都配备了传感器来记录他们的生物数据。通过分析这些数据，研究人员能够准确地预测急性全身性炎症，这是一种呼吸道感染（如COVID-19）的早期信号。

该人工智能平台发表在《柳叶刀·数字健康》期刊上，并称其有一天可以帮助医生比以往更早地应对健康问题，尤其是在体质较弱的患者身上，因为对他们来说，新的感染可能会有严重后果。 此外，它还可以通过预防并发症和住院治疗来降低医疗系统的成本。

该研究的主要作者麦吉尔大学运动科学系教授丹尼斯·詹森解释说：“我们很感兴趣的是探索使用可穿戴传感器测量的生理数据是否可以训练一个能够检测感染或由炎症引起的疾病的人工智能系统。” 他补充说：“我们想知道我们能否检测到身体的早期变化，并从那里预测某人即将生病。”

这项AI模型是世界上第一个利用生理指标（包括心率、心率变异性、体温、呼吸频率和血压）来检测问题的模型。它不同于传统的基于症状的检测方法。急性全身性炎症是一种身体自然防御机制，通常会自行解决，但它可能会导致严重健康问题，尤其是在患有现有病症的人群中。

詹森说：“整个想法就像冰山一样。当冰块裂开到表面时，你才出现症状，那时已经太迟了，无法有效治疗。”

研究人员在 55 名健康成年人身上进行了这项研究。他们用弱毒流感疫苗模拟感染，并在接种前七天和接种后五天监测参与者的生理数据。除了佩戴智能设备外，研究人员还收集了血液样本、PCR 测试结果（用于检测呼吸道病原体）以及参与者报告的症状数据。总计收集了超过20亿个数据点来训练机器学习算法。

最后，选定的模型能够准确地检测出 90% 的实际阳性病例，而且在日常监测中更实用。詹森解释说：“单独来看，从戒指、手表或 T 恤收集到的任何数据都不够敏感来检测身体的反应。” 他补充说：“例如，心率增加可能仅为每分钟两拍，这在临床上并不明显。 心率变异性的减少可以非常温和，体温的变化也可能非常微小。 所以，我们认为通过观察多个测量值，我们可以识别出生理变化的细微差别。”

这项研究最终目标是开发一个系统，能够告知患者可能存在炎症的情况，以便他们能及时联系医疗保健提供者。詹森说：“在医学领域，我们常说要为合适的人士提供合适的治疗方案，在合适的时机。 通过扩大医生干预的时间窗口，我们可以挽救生命，并通过避免住院治疗和促进慢性疾病或衰老的家庭管理来实现显著的成本节约。”

总而言之，这项研究标志着人工智能在预防性医疗领域的重大突破，有望彻底改变个性化医疗的方式。

阅读本文之前，你最好先了解...

虽然这篇报道介绍了AI平台在预测呼吸道感染方面的巨大潜力，但我们也需要深入思考一些关键问题，才能全面理解这项技术的意义和局限性。

1. 数据隐私与安全： 这项研究收集了参与者大量的生理数据，包括心率、体温、血压等敏感信息。如何确保这些数据的隐私和安全至关重要，我们需要制定严格的保护措施，防止数据泄露和滥用。

2. 模型可解释性和公平性： 许多AI模型都是“黑箱”，这意味着我们无法完全理解它们是如何做出预测的。对于医疗诊断来说，可解释性非常重要，以便医生能够信任模型的结果并进行解释给患者。此外，我们需要确保AI模型在不同人群中表现公平，避免因算法偏见导致不平等的医疗服务分配。

3. 伦理考量： AI技术的进步引发了许多伦理问题，例如个人自主权、责任归属和技术应用的可控性。我们必须认真思考这些问题，并制定相应的伦理规范，确保AI技术在医疗领域得到安全、公平、负责任地应用。

4. 临床实践中的实施挑战： 将这项技术推广到实际临床中面临着许多挑战，例如成本效益、硬件普及率、医务人员培训等等。我们需要进行更深入的研究和测试，才能更好地评估该技术的实用性和可行性。

总而言之，AI平台在预防性医疗领域展现出巨大的潜力，但我们也需要谨慎对待它的发展，确保它能够真正造福于人类。

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