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综述:推进罕见神经系统疾病诊断:基于系统综述和AI驱动的MRI元迁移学习框架应对神经退行性疾病的挑战
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月14日 来源:Ageing Research Reviews 12.5
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本综述系统探讨了人工智能(AI)在罕见神经系统疾病诊断中的突破性应用,提出整合元学习(MtL)与迁移学习(TL)的元迁移学习框架(MTAL),通过小样本数据优化神经发育性疾病(NDD)、神经生物学疾病(NBD)及神经退行性疾病(NDe)的早期检测,为医疗实践提供新范式。
引言
神经系统疾病(ND)涵盖神经发育性(NDD)、神经生物学(NBD)和神经退行性(NDe)三大类,从常见病到罕见病均存在诊断难题。尽管人工智能(AI)已推动医疗诊断进步,但罕见病因数据稀缺导致机器学习(ML)和深度学习(DL)模型训练受阻。元迁移学习(MTAL)通过融合元学习(MtL)与迁移学习(TL),成为解决小样本泛化与医疗偏见的创新方案。
文献综述
2018至2024年的系统分析显示,现有AI模型多聚焦高发病率疾病如自闭症谱系障碍(ASD)、双相障碍(BD)等,而罕见病如皮质基底节变性(DCBD)因数据匮乏研究滞后。MTAL通过跨任务知识迁移与模型快速适应,显著提升小样本诊断效能。
NDe-MTAL框架设计
提出的MRI驱动框架整合多中心数据,利用MTAL解决分布差异问题。以帕金森病进展标志物计划(PPMI)数据集为例,框架通过特征空间对齐与自适应权重调整,实现罕见NDe的高精度分类。
挑战与展望
当前模型受限于数据异质性,未来需结合联邦学习保护隐私,并扩展至更多罕见病亚型。NDe-MTAL为精准医疗开辟新路径,但其临床转化仍需大规模验证。
结论
该研究首次系统论证MTAL在罕见神经系统疾病中的潜力,为突破数据瓶颈提供方法论基础,推动AI医疗向平等化与精细化发展。
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