Sử dụng AI để chẩn đoán tốt hơn các rối loạn và điều trị bằng thuốc mục tiêu

Nghiên cứu mới cho thấy học máy có thể cải thiện chẩn đoán các rối loạn sức khỏe tâm thần phức tạp và hỗ trợ việc lựa chọn liệu pháp dược lý.

Các chuyên gia hoan nghênh phát hiện mới vì các rối loạn tâm trạng như rối loạn trầm cảm nặng (MDD) và rối loạn lưỡng cực thường phức tạp và khó chẩn đoán. Hơn nữa, thách thức chẩn đoán này thường lớn nhất ở lứa tuổi thanh niên khi bệnh mới phát. Không chắc chắn về chẩn đoán có thể khiến quyết định về thuốc trở nên khó khăn.

Trong một nghiên cứu hợp tác của Viện Nghiên cứu Y tế Lawson của Canada, Mạng lưới Nghiên cứu Tâm trí ở New Mexico và Trung tâm Brainnetome của Học viện Khoa học Trung Quốc, các nhà nghiên cứu đã phát triển một thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI) phân tích các bản quét não để phân loại bệnh tốt hơn ở những bệnh nhân mắc bệnh rối loạn tâm trạng phức tạp và giúp dự đoán phản ứng của họ với thuốc.

Nghiên cứu bao gồm 78 bệnh nhân trưởng thành mới nổi từ các chương trình sức khỏe tâm thần tại Trung tâm Khoa học Sức khỏe Luân Đôn (LHSC), chủ yếu từ Chương trình Tâm trạng và Lo lắng Tập đầu tiên (FEMAP).

Phần đầu tiên của nghiên cứu liên quan đến 66 bệnh nhân đã hoàn thành điều trị để được chẩn đoán rõ ràng là MDD hoặc lưỡng cực loại I (bipolar I). Bipolar I là một dạng rối loạn lưỡng cực có các giai đoạn hưng cảm hoàn toàn.

Các nhà nghiên cứu cũng theo dõi thêm 33 người tham gia nghiên cứu không có tiền sử bệnh tâm thần. Mỗi cá nhân đều tham gia quét để kiểm tra các mạng não khác nhau bằng cách sử dụng khả năng chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI) của Lawson tại St. Joseph’s Health Care London.

Nhóm nghiên cứu đã phân tích và so sánh kết quả quét của những người bị MDD, lưỡng cực I và không có tiền sử bệnh tâm thần, và nhận thấy ba nhóm khác nhau về mạng lưới não cụ thể.

Sự khác biệt đã được ghi nhận trong vùng não được gọi là mạng chế độ mặc định - một tập hợp các vùng được cho là quan trọng đối với sự phản xạ bản thân - cũng như ở đồi thị, một “cửa ngõ” kết nối nhiều vùng vỏ não và giúp kiểm soát sự hưng phấn và tỉnh táo.

Dữ liệu được các nhà nghiên cứu sử dụng để phát triển một thuật toán AI sử dụng máy học để kiểm tra các bản quét fMRI nhằm phân loại xem một bệnh nhân có MDD hay lưỡng cực I. Khi thử nghiệm với những người tham gia nghiên cứu với một chẩn đoán đã biết, thuật toán đã phân loại chính xác bệnh của họ với 92,4 mỗi độ chính xác cent.

Sau đó, nhóm nghiên cứu đã thực hiện hình ảnh với 12 người tham gia bổ sung bị rối loạn tâm trạng phức tạp mà chẩn đoán không rõ ràng. Họ sử dụng thuật toán để nghiên cứu chức năng não của người tham gia để dự đoán chẩn đoán của họ và quan trọng hơn là kiểm tra phản ứng của người tham gia với thuốc.

Tiến sĩ Elizabeth Osuch, một nhà khoa học lâm sàng tại Lawson, giám đốc y tế tại FEMAP và đồng dẫn đầu nghiên cứu cho biết: “Thuốc chống trầm cảm là liệu pháp dược phẩm tiêu chuẩn vàng cho MDD trong khi thuốc ổn định tâm trạng là tiêu chuẩn vàng cho bệnh lưỡng cực I.

“Nhưng thật khó để dự đoán loại thuốc nào sẽ có tác dụng với những bệnh nhân bị rối loạn tâm trạng phức tạp khi chẩn đoán không rõ ràng. Họ sẽ đáp ứng tốt hơn với thuốc chống trầm cảm hay thuốc ổn định tâm trạng? "

Nhóm nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng những người tham gia được thuật toán phân loại là có MDD sẽ đáp ứng với thuốc chống trầm cảm trong khi những người được phân loại là mắc chứng lưỡng cực tôi sẽ đáp ứng với thuốc ổn định tâm trạng. Khi được thử nghiệm với những bệnh nhân phức tạp, 11 trong số 12 phản ứng với loại thuốc mà thuật toán dự đoán.

Osuch cho biết: “Nghiên cứu này thực hiện một bước quan trọng trong việc tìm kiếm dấu hiệu sinh học về phản ứng với thuốc ở những người trưởng thành mới nổi có rối loạn tâm trạng phức tạp. “Nó cũng gợi ý rằng một ngày nào đó chúng ta có thể có một thước đo khách quan về bệnh tâm thần thông qua hình ảnh não giúp chẩn đoán nhanh hơn, hiệu quả hơn và nhất quán hơn giữa các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe.”

Các bác sĩ tâm thần hiện đưa ra chẩn đoán dựa trên tiền sử và hành vi của bệnh nhân. Quyết định dùng thuốc dựa trên chẩn đoán đó. Osuch cho biết: “Điều này có thể khó khăn với những rối loạn tâm trạng phức tạp và trong giai đoạn đầu của bệnh khi các triệu chứng có thể chưa được xác định rõ ràng.

“Bệnh nhân cũng có thể có nhiều hơn một chẩn đoán, chẳng hạn như sự kết hợp giữa rối loạn tâm trạng và rối loạn lạm dụng chất, làm phức tạp thêm chẩn đoán. Có một thử nghiệm sinh học hoặc thủ tục để xác định loại thuốc mà bệnh nhân sẽ đáp ứng sẽ giúp thúc đẩy đáng kể lĩnh vực tâm thần học ”.

Nguồn: Viện nghiên cứu sức khỏe Lawson