AI个体化癫痫疗法管理新时代丨Airdoc莫纳什研究中心最新论文

《the BMJ》-Brain Health（英国Journal脑健康专辑）10双月刊公共同开发表了关于痉挛放射治疗负责管理的月所学术研究转成果。此次学术研究转成果断定，新方法学的飞跃年末提供格外精确的三维来得出结论痉挛表征病症的放射治疗结果。均DNA择优和主要用途病症衍生的小鼠组织起来的复杂病症三维意味著会在期望将试错法替换为痉挛精准放射治疗。本学术研究由Airdoc Monash Research Center戈宗元博士他的团队合组莫纳什神经系统退化病症学术研究中都心亦同合组完转成。

一个多世纪以来，痉挛放射治疗一直是试错法。虽然有总括一般来说的类固醇可选择指南，但止痛有否徒劳，根本很难主要用途后才知道，如果没效就要再在此之后下一种止痛，三和直到找到合适的放射治疗新方法。因此紧迫病程的病症不在少数。但此次Patrick Kwan(关国良)及同事聚焦认为期望通过AI得出结论痉挛的头痛，为病症匹配最适合的类固醇。

材料科学双向Transformers编码器(BioBERT)是月所的基于厚度自学核心技术的事前专业训练材料科学词汇声称三维，借此主要用途材料科学注释的采石场任务。BioBERT披露于2020年末，它通过促进主要用途来自许多其他数据资料一般来说的非程式设计数据资料，例如电子产品健康记录和外科报告，来默许三维专业训练。融合强大的厚度自学图随机性三维，这使得学术研究其他部门可以在放射治疗结果分析方法中都有数格外高组织内且意味著有用的反馈，而有别于的统计分析方法则很难做到这一点。

放射治疗底物的不明确适度是主要问题

放射治疗痉挛有许多类固醇以及非类固醇干预措施，例如切除开刀、神经系统调控和饮食疗法。然而，当前的放射治疗负责管理标准依然比如说举例来说在此之后完全相同的抗痉挛类固醇放射治疗的试错法。虽然有基于痉挛头痛总括一般来说（局灶适度或年底适度头痛）的类固醇可选择指南，但在一组分析方法时，许多类固醇较强类似于的。对于任何给定的病症，很难得出结论哪种类固醇最有效率并应被选为初始放射治疗。尽管新止痛锐减，加拿大市场上有20多种毒物，但有三分之一的病症的痉挛头痛很难被抗痉挛类固醇掌控。

在世界许多地方，大多数新确诊为痉挛的病症是由初级保健护士展开放射治疗的。如果在最初的放射治疗中都无济于事痉挛头痛，则将病症转诊给普通神经系统科主治医师，如果格外进一步的类固醇放射治疗失败，则将其转诊至痉挛中都心。这种按部就班的护理人员路径意味著在痉挛研究员指标意味著较强耐止痛适度痉挛持续性的病症此前，关键因素的时时有并未流失了。其他放射治疗可选择，例如开刀，被较广地认为是最后的方法。但他却的是，特别的时时有延宕意味著这些放射治疗方法意味著效果不佳。结果经常是多年的社会生活质量回升，社会生活水准回升和死亡率缩减。

这一窘境意味著通过一种合理的、能找到放射治疗结果与病症个人完全相同之处时有特别联的模式的新方法来消除。耐止痛适度痉挛持续性的病症这都为就可以被及早的分诊，从而即刻获宝贵的外科护理人员教育资源。计算机系统（AI）和小鼠学术研究的月所进展使人们了当痉挛表征化放射治疗负责管理将意味著便转已是这种举例来说放射治疗必需的可行适度替代方案。

A：有别于试错放射心理治疗

BC：计算机系统和小鼠表征化放射治疗负责管理

医学计算机系统

新方法学悄悄追寻在痉挛领域里头通过脑电图依靠计算机来得出结论和监测痉挛的头痛。值得注意的一项学术研究主要用途了9571例常规收集的头皮脑电图记录来专业训练一个厚度神经系统网络，该方法在监测头痛期痫都为真空管方面优于研究员。学术研究其他部门还主要用途了基于时时有序列的方法（例如，在响应适度神经系统焦虑负责管理系统中都主要用途的线长方法）来分析方法可控的、持续提供的杏仁核脑电图接收机，以共同开发痉挛头痛预警负责管理系统。如果在大规模外科试验中都验证有效率，这种负责管理系统可以试图病症事前应对并减小痉挛头痛所引致的丧命。

材料科学双向Transformers编码器(BioBERT)是月所的基于厚度自学核心技术的事前专业训练材料科学词汇声称三维，借此主要用途材料科学注释的采石场任务。BioBERT披露于2020年末，它通过促进主要用途来自许多其他数据资料一般来说的非程式设计数据资料，例如电子产品健康记录和外科报告，来默许三维专业训练。融合强大的厚度自学图随机性三维，这使得学术研究其他部门可以在放射治疗结果分析方法中都有数格外高组织内且意味著有用的反馈，而有别于的统计分析方法则很难做到这一点。

AI上的飞跃为构建合理的得出结论类固醇放射治疗底物的三维造成了了渴望。斯坦福痉挛中都心的一项学术研究悄悄共同开发AI三维根据参与者的痉挛头痛，突变，物理，环境因素，类固醇和环境数据资料得出结论抗痉挛类固醇放射治疗结果。主要用途得出结论类固醇放射治疗底物的完美AI方法和输入数据资料除此以外还有待明确。因此，期望的学术研究应该追寻格外现代化、格外复杂的图随机性AI三维，并依靠大型中轴痉挛登记注册数据资料，以便可以从病症的疑为中都采石场年底的反馈。这些学术研究意味著会通过应用自然词汇处理基本功能来合成非程式设计数据资料来增强三维。

△ 专业训练的三维在完全相同的数据资料集上不加transfer learning做盲测

△ 完全相同cohort数据资料集之时有的差异

DNA学、小鼠和精准放射治疗

针对痉挛病人的均DNA化疗学术研究并未推断出了格外多的痉挛特别突变物质，有数单氨基酸突变物质基因座表征（SNVs）和DNA热点。据学术研究估算，有约有70％的痉挛流感意味著是由于一种或多种突变状况引致的。即使并未有特别学术研究的典型个案，但是除此以外尚能不似乎致病多态适度的深入研究将在何种某种程度上不良影响外科实践中都的放射治疗决策。为了消除这一科学鸿沟，一项悄悄展开的结果显示试验借此明确难治适度痉挛病症的均DNA人类基因组计划的外科功用和转成本商业价值。

如果突变学家科学要转化为格外容易的放射治疗新方法，那么格外加充分地知晓多态适度的基本功能就变得至关极为重要。为此，学术研究其他部门转用了有别于的动物和细胞内病症三维，将错误的突变物质插入生物体的DNA中都。然后通过与对照或“野生型”稳定状态展开比较来明确解剖环境因素学变化。

就痉挛而言，针对SCN1A突变物质突变（引致大多数Dret症流感的突变物质30）的病症三维学术研究已将抑制适度下方皮质的氯离子连接线基本功能增高断定为痉挛特别的解剖学机制改变。这一推断出引致了对Dret症中都类固醇可选择的新的指标，并避免了氯离子连接线阻塞类固醇的主要用途，因为它们意味著格外进一步增高皮质基本功能从而引致痉挛头痛加剧。

但是在大多数情况下下，由于除此以外病症三维学术研究的局限适度，很多SNVs的致病催化反应尚能不似乎。如果要在痉挛放射治疗中都较广转用精准医学，那么被断定较强多态适度的病症必须接受快速监测；而且该多态适度还应该用体外三维展开检查，以指标其解剖环境因素后果和抹去病症稳定状态，并展开量身定制的类固醇放射治疗飞行测试和可选择。

依靠从病症自身细胞内诱导归因于的多潜能小鼠（iPSCs）提供人源皮质，可以构建非常完美的痉挛病症三维。iPSCs不仅运载病症自身的突变反馈；而且可以生长或“分化”转成多种细胞内系，有数多种神经系统系统内亚型。

△ 多种神经系统系统内亚型

这些从病症细胞内衍生获的神经系统三维可以较广主要用途学术研究多态适度引致的神经系统特别表型，例如异常的皮质形态和突触传递，这些都是有别于的非神经系统病症三维很难借助于的。该三维也并未被主要用途识别运载高致病适度突变突变物质皮质的异常表型，如早期退化适度疾患。

基于iPSCs的病症三维最截然完全相同的占有优势是必须学术研究多态适度的复合效应（在单个病症中都深入研究出的多个SNV）和突变物质损伤未确定的情况下。然而，在基于iPSCs的三维可主要用途外科放射治疗此前，还有必需消除重重困难。必需格外多的学术研究来验证主因活跃的神经系统网络表型（一个痉挛的外科完全相同之处）有否可以在培养皿里头抹去；还必需格外多的学术研究来明确在这些体外三维中都测得的电商业活动与脑电图上辨别到的痉挛都为电商业活动之时有的关连适度。

除此以外基于iPSCs的神经系统三维有一个潜在局限适度，就是忽视格外多的细胞内复杂适度来组织起来痉挛都为商业活动。为了消除这一问题，学术研究其他部门将学术研究转向类脑人体器官（包含在大脑中都推断出的多层细胞内和组织结构）。缩减病症三维的复杂适度对于精确地模拟引致本能痉挛的各种细胞内一般来说和大脑地区的基本病变是至关极为重要的。此外，多电容阵列可以记录网络化皮质的密切合作相互作用，已被主要用途监测培养的类人体器官发出的脑电图都为接收机。

基于iPSC的三维可以无限期生长，而且才会给病症造成了任何风险，因此它们对于在病症特定氛围下展开高通量择优潜在类固醇非常极为重要；最终目标是深入研究出大胆的、有计划适度的抗痉挛类固醇。事实上这些三维并未取得转成功地主要用途其他中都枢神经系统负责管理系统病症的高通量类固醇择优。这都为一个大胆的、基于人源细胞内的类固醇择优网络服务可以消除我们对有别于食草动物三维的轻微依赖；有别于的啮齿动物三维阻碍了抗痉挛类固醇的工业发展；这也有助解释为什么三分之一以上的痉挛病症忽视有效率的类固醇放射治疗。

表征化痉挛放射治疗负责管理的将来

如果要借助于表征化的痉挛放射治疗负责管理，必须将核心技术飞跃与改善健康教育和获外科护理人员更进一步独创。期望这些结果得出结论三维不仅会对研究员有价值，而且将可以试图均科护士用它们对病症展开分类以便早日将其分诊至痉挛中都心。

基于AI的外科决策默许三维可以精确地得出结论每个抗痉挛类固醇对于表征病症的取得转成功放射治疗的意味著适度。这些三维被转换为操作系统并获加拿大乳制品止痛品监督负责管理局和其他政府部门部门的批准，统称“作为卫生保健的设备的操作系统”类别。该操作系统既可以单独主要用途也可以集转成到电子产品疑为负责管理系统中都，并能通过真实中都的反馈来提高适度能。它可以识别耐止痛适度痉挛持续性病症，并能早日、且有计划适度地提供比起的外科护理人员或开刀指标服务。该操作系统被验证是经济有效率的，可主要用途适当安排病症重回外科痉挛放射治疗中都心。

以上文章出自 ： [1] Chen, Zhibin, Ben Rollo, Ana Antonic-Baker, Alison Anderson, Yuanlin Ma, Terence J. O’Brien, Zongyuan Ge, Xuefeng Wang, and Patrick Kwan. "New era of personalised epilepsy management." bmj 371 (2020).[2] Choong, Jiun H., Haris Hakeem, Zhibin Chen, Martin Brodie, Nicolas Lawn, Tom Drummond, Patrick Kwan, and Zongyuan Ge. "Application of transformers for predicting epilepsy treatment response." medRxiv (2020).