治疗疼痛的新处方：人工智能和正念

　　

伍斯特理工学院(WPI)将领导一项为期五年的研究，以确定人工智能是否可以帮助医生引导治疗慢性疼痛的人远离可能上瘾的阿片类药物，转向基于正念的方法。

这项由美国国立卫生研究院(NIH)资助的新研究将采用机器学习(人工智能的一种形式)，从患者数据中寻找线索，帮助医生更好地确定谁可能从基于正念的减压(MBSR)中获益最多。

“对医生来说，这将是新的一天，”WPI艺术与科学学院彼得森家族院长简·金(Jean King)说。“能够预测哪些人对非药物干预反应良好，将真正拯救生命。”

WPI已经获得了160万美元的NIH资助，开始设计试验;如果该团队的既定基准得到满足，该研究团队和该大学将在未来五年内获得总计近900万美元的研究经费。

这项研究的发现可以为医疗保健提供者提供强大的工具，帮助人们避免服用可能导致终身成瘾的阿片类药物。过度依赖阿片类药物进行疼痛管理可能会产生破坏性后果;2021年，1.6万多人死于处方阿片类药物过量，8万多人死于总体阿片类药物过量，每6分钟就有一人死亡。黑人和美洲原住民中与阿片类药物有关的死亡人数有所增加，这令人担忧。

与此同时，慢性疼痛也是一个主要问题。美国疾病控制和预防中心最近的一份发病率和死亡率报告估计，超过5100万人——超过20%的美国成年人——患有慢性疼痛。

先前的研究发现，正念减压疗法在帮助人们应对慢性疼痛方面是有效的，但这种基于正念的方法并不适用于所有人，医生和临床医生也不知道它到底对谁有效，为什么有效。

在为期六个月的试验中，该研究将通过350名参与者佩戴的健身传感器收集睡眠模式、心率和一般体力活动等生理数据。结合抑郁、焦虑、疼痛和社会支持水平的自我报告信息，这些数据将通过定制设计的机器学习模型进行分析，以检测医生可能不可能注意到的模式。这些信息将允许模型预测病人是否会对正念做出有益的反应，帮助医生更好地为个别病人量身定制治疗方案。

WPI艺术与科学副院长、哈罗德·l·法学家61年和希瑟·e·法学家迪恩计算机科学教授卡罗琳娜·鲁伊斯(Carolina Ruiz)说，这种预测能力可能被证明是一个强大的工具，因为医生们以前可能对开基于正念的减压处方持谨慎态度。她补充说，研究中使用的机器学习模型将是可解释的——医生和研究人员将能够准确地指出患者对正念方法反应良好或不好的原因。

她说:“这将为病人节省时间——他们不必接受毫无帮助的治疗。”“它还将节省大量医疗成本，并可适用于其他类型的疼痛和其他类型的治疗。”

这项研究被称为基于综合正念的慢性腰痛治疗预测方法，或IMPACT，将汇集来自WPI、麻省大学陈医学院和波士顿大学乔巴尼亚和阿维迪医学院的不同研究人员。除了King和Ruiz, WPI的教师研究人员还包括Emmanuel Agu, Harold L.法学家1961年和Heather E.法学家院长计算机科学和MPI教授，Angela Incollingo Rodriguez，心理和认知科学助理教授，Zheyang Wu，数学科学教授，Benjamin Nephew，生物学和生物技术助理研究教授。

Agu在利用智能手机和健身追踪器分析传感器数据方面的专业知识将在研究中发挥关键作用。这些设备将跟踪几个数据点，但阿古说，研究人员特别感兴趣的将是参与者的昼夜节律——睡眠和觉醒周期。

“睡眠对我们的整体健康有巨大的影响，”该研究的联合首席研究员阿古说。“疼痛的人更有可能经历睡眠中断，这可能导致一系列其他健康问题。”以正念为基础的方法可以帮助参与者睡得更好，从而减少其他一些风险因素。”

这项研究将包括在正念减压的研究和实践中通常代表性不足的种族和民族多样性人群，尽管他们面临压力、慢性疼痛和相关不良后果的风险增加。参与者将通过波士顿医疗中心和剑桥健康联盟从波士顿大都会地区招募，并通过马萨诸塞大学和WPI从伍斯特地区招募。

波士顿大学乔巴尼亚和阿维迪医学院Natalia Morone博士说，关键是要找出表明人们对正念治疗有反应的特定标记。“我们正在以一种创新的方式做这件事，因为我们正在使用机器学习来解决这个问题，”莫罗内说。“我很高兴能与WPI和麻省大学陈分校的同事合作完成这项研究。它有可能帮助很多人。”

David D. McManus博士说，医学院将为这项研究带来宝贵的经验，这些经验来自于监督一些重要研究的核心，比如弗雷明汉心脏研究、美国国立卫生研究院快速加速诊断(RADx)倡议和农村地区纵向风险(Rural)研究。

“在这些研究中，通过管理和管理关键组成部分积累的知识财富使我们处于开创性研究的前沿。”“在Jean King干练的领导下，我们与WPI和BU联手，我们的热情更加高涨。”

伍斯特市卫生和人类服务专员玛蒂尔德·卡斯提尔博士表示，人工智能是帮助医疗系统提供更好、更个性化护理的工具。

Castiel说:“我很高兴WPI将利用人工智能来解决慢性背痛问题，并对阿片类药物的流行产生影响，这不仅在我们的城市和州，而且在全国范围内都是一个真正的突发公共卫生事件。”“这种干预可以减少对阿片类药物治疗慢性背痛的依赖，并提供针对个人的更有针对性的方法。”

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