人工智能如何抗擊艾滋病?

艾滋病已造成超過2500萬人死亡。然而,過去15年來,全球在應對艾滋病方面取得了巨大成就,截至2015年6月,1580萬人得到抗逆轉錄治療。
隨着計算機科學和人工智能的發展,許多科學家都在探尋幫助艾滋病患者和預防艾滋病的新方法。那麼,人工智能在抗擊艾滋病方面有什麼應用呢?今天我們就向大家介紹幾個研究。

人工智能如何抗擊艾滋病?

2.1.人工智能幫助HIV診斷
HIV的早期診斷是一項非常重要的工作,能極大降低發病率和死亡率。診斷HIV的方法有很多,但都是由病人向醫生描述症狀開始——病人來到診所,向醫生描述自己的症狀。接着,醫生向病人或其他關係緊密的人詢問信息,瞭解其他症狀。根據症狀,醫生會縮小患病機率的範圍,並列出一系列有可能引發這些症狀的原因。這個過程通常比較複雜和主觀,嚴重依賴於醫生的經驗。爲了解決這個問題,美國三角洲州立大學數學與計算機科學系的Akazue Maureen等人將神經網絡與模糊推論系統相結合,組成一個神經模糊系統(neuro-fuzzy system),生成了一個通過症狀來判斷病人HIV感染風險的模型。這個系統能夠自我學習和自我適應,處理醫學診斷中不確定和不精確的數據,克服單個醫生分析症狀的侷限性。

人工智能如何抗擊艾滋病?

人工智能如何抗擊艾滋病?
但是,通過症狀來診斷HIV只是其中一個方面,最精確的方法是病毒載量檢測。病毒載量就是檢查血液中的HIV數量。但是,病毒載量檢測需要特殊的設備,成本也很高,因此在一些不發達的國家或地區很難進行。於是,還有另一種方法是檢測血液中CD4細胞的數量。CD4細胞是細胞免疫系統中的戰鬥細胞。當HIV削弱免疫系統時,CD4細胞的數量就會下降。但是CD4細胞的數量每時每刻都可能變化,其他的病毒感染、吸菸和精神壓力也會影響它的數量。於是,今年6月,有科學家在《醫學成像和衛生信息學雜誌》上發表論文,採用神經網絡的方法,通過CD4細胞的數量來評估HIV-1病毒載量在抗逆轉錄病毒藥物作用下的變化,效果十分可觀。

人工智能如何抗擊艾滋病?

3.2.人工智能幫助制定艾滋病療法
艾滋病患者通常需要採用雞尾酒療法,也就是同時服用多種藥物,主要是逆轉錄酶抑制劑和蛋白酶抑制劑中的2~4種組合在一起,學名叫「高效抗逆轉錄病毒治療方法」。這種方法能較大限度地抑制病毒的複製,並能修復部分免疫功能。但是,每種藥物的性質不同,使用的規則也不同,爲了避免產生抗藥性,該如何制定最有效的藥物方案呢?
根據《科學家》雜誌報道,早在十幾年前,美國就有一家公司開發了一個名爲HIV Therapy Edge的軟件,將生物信息學與人工智能相結合,能迅速爲病人提供藥物組合方案,還能在基因序列中搜尋抗藥的突變。匹茲堡大學的John Mellor說,在以前,這個過程通常需要花上醫生半小時的時間,還必須坐在一間安靜的屋子裏,逐個檢查病人的用藥史、病毒抗藥特徵、用藥劑量等等信息。

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