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ASU研究团队利用人工智能改善癫痫患者健康状况,绘制未来医疗蓝图

2025 / 11 / 05

亚利桑那州立大学(Arizona State University, ASU)富尔顿工程学院计算与增强智能学院里,一位学生创业者正与研究团队共同创办一家初创公司。该公司将融合人类专业知识与人工智能,为全球超2000万名难治性癫痫患者提供帮助,其中包含大量儿童。


癫痫是一种可能导致身体功能受损的神经系统疾病,全球患者多达5000万人。核心症状表现为反复发作的癫痫发作(短暂的不自主运动,部分发作还可能伴随意识丧失)。

尽管多数患者接受药物治疗后病情可得到控制,但约2000万人对药物无反应,需长期承受癫痫发作的困扰。这不仅严重影响生活质量,还会增加健康风险。全球每年新增难治性癫痫病例约200万例。对这类患者而言,手术往往是最有效的治疗手段,却远未得到充分应用:符合手术条件的患者中,实际接受手术的不足1%,而受影响人群中还包括大量儿童。

Shraddha Mittal认为,创业者可通过研发新技术,改善患者健康预后、降低医疗成本,同时创造经济机遇。作为亚利桑那州立大学凯瑞商学院的工商管理硕士在读学生,她专注于人工智能在医疗领域的实际应用,力求让技术产生切实价值。

Mittal表示:“我始终相信,要做能带来实际影响的事,如果我们能借助人工智能,让那些迫切希望摆脱癫痫发作的难治性患者,更负担得起、也更容易获得最有效的治疗方案,这对所有相关方来说都将是突破性的改变。”

Mittal参与了 “新创业挑战”(New Venture Challenge)项目——这是由亚利桑那州立大学创业与新商业设计中心开设的一门为期八周的申请制课程。课程期间,她获得了富尔顿工程学院计算与增强智能学院教师团队的指导。

该团队将Mittal的商业洞察力与富尔顿工程学院的研究成果相结合,拟定了一份创业提案。近期,他们凭借这份提案从该挑战项目中赢得2万美元奖金,用于将提案落地为实际的初创公司。

EpiPrecision AI团队手持其 “新创业挑战”奖合影。从左至右分别为:富尔顿工程学院教授Sandeep Gupta、凯瑞商学院硕士研究生Shraddha Mittal,以及富尔顿工程学院副研究教授Ayan Banerjee

人工智能与医生协作彻底改变癫痫治疗格局

Sandeep Gupta是富尔顿工程学院计算机科学与工程学教授,同时担任 IMPACT实验室负责人。该实验室团队致力于探索人工智能与专业知识结合的创新路径,为孕妇、心血管疾病女性等传统研究中关注较少的群体优化医疗方案。

Mittal与IMPACT实验室合作开发了EpiPrecision AI项目。该项目聚焦一项迫切的全球健康需求:帮助超2000万名药物治疗无效的癫痫患者摆脱癫痫发作。

目前,难治性癫痫患者的手术治疗利用率极低。医生在筛选手术候选人时面临双重难题:一方面,定位癫痫发作起始区需借助立体定向脑电图等检,这类检查不仅价格高昂,还具有侵入性;另一方面,后续还需人工分析脑部数据,并确定合适的手术方案,流程复杂且成本高。

EpiPrecision AI直面这些痛点。该平台整合了磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、头皮脑电图(EEG)等医疗数据,并融入由专业知识支撑的先进人工智能模型,同时提升癫痫发作区定位的速度与准确性。通过机器学习与人类专家的协作,定位时间从约800小时缩短至仅160小时,让患者能更快接受精准手术

为研发这种 “人机结合” 的方法,EpiPrecision AI团队还引入了某儿童医院的专业经验。一项涵盖352患者(年龄跨度从婴儿到老年人)的研究显示:仅使用人工智能定位癫痫发作起始区,准确率为65%;而结合医生的专业判断后,准确率飙升至89%。这种协作模式的效果优于单一方法,充分彰显了增强智能在医疗诊断中的价值。

IMPACT实验室副研究教授Ayan Banerjee表示,医疗专业知识与人工智能的融合,是创新的核心要素

“这些辅助系统必须具备可信度,这一点至关重要,只有将医学知识与机器学习妥善结合,才能打造出可靠的新技术。”Banerjee强调。

团队认为,该项目有望为医院和患者带来双重利好。EpiPrecision AI计划将癫痫手术成功率提升至近100%,显著改善患者治疗效果。

研究人员预测,采用EpiPrecision AI的医院,治疗成本可降低40%,年手术量可增至原先的3倍,这不仅能提高成本效益,还能增加医院收入。

更重要的是,通过简化诊断流程、降低治疗成本,这项技术有望让更多患者获得救命手术的机会,包括医疗资源稀缺的欠发达地区患者。

让未来技术落地为前沿商业项目

Gupta表示,他参与 “新创业挑战” 项目,是因为推动下一波医疗创新离不开投资者资金的支持。

“投资者资金将是推动这些技术进步的关键。因此,我们的研究团队需要与创业者建立合作关系,同时也要培养学生的创业意识,这两点都至关重要。”Gupta指出。

Gupta还提到,人工智能医疗是一个规模庞大且增长迅速的领域。EpiPrecision AI正处于两大市场的交汇点:一是规模6130亿美元的医疗人工智能市场,二是规模260亿美元的医学影像人工智能领域。仅神经科数字医疗技术这一细分领域,到2034年市场规模预计就将达到3030亿美元。需求、技术与机遇的叠加,让该项目在商业价值与社会价值上都极具潜力。

如今,Mittal将牵头利用亚利桑那州立大学提供的这笔资金,探索初创公司的运营方向,并向投资者推介该项目。她表示,“新创业挑战” 项目为她胜任这项工作打下了关键基础。

学会用投资者的语言沟通,这一点非常关键。我们对这项研究充满热情,但必须让那些有能力帮助我们将技术推向市场的人,真正理解这份热情的价值。”Mittal说道。

EpiPrecision AI印证了一个道理:合理应用人工智能,能够突破传统医疗的局限。通过融合专家经验与机器精准度,该平台不仅为数百万难治性癫痫患者带来了希望,也为未来人工智能在神经科及其他医疗领域的应用,提供了可借鉴的范本。

内容转载自亚利桑那州立大学官网

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