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Nima Aghaeepour, PhD in hospital delivery room.

尼玛·阿加伊普尔博士欣喜地迎来了他的第一个孩子,一个名叫罗亚的女儿,这个名字在他的母语波斯语中意为“梦想”。但在预产期前,阿加伊普尔的妻子被诊断出患有严重的并发症,最终需要紧急手术。

最终,母子平安。但阿加伊普尔感到疑惑:这样的结果是否可以避免?

向人工智能寻求答案

这类问题通常得不到答案。但对阿加伊普尔来说,找到答案却轻而易举。因为阿加伊普尔是运用人工智能(AI)预测孕妇和新生儿风险领域的全球领军人物。

阿加伊普尔的人工智能系统通过分析数十万份匿名电子病历,立即给出了答案:人工智能本可以在他妻子入院八小时内诊断出她的病情,而医疗团队却用了四天时间。

“即使在斯坦福这样的顶尖学府,人工智能也能看到医生看不到的东西,”阿加伊普尔说。

阿加普尔正利用这项新兴技术的强大功能,引领人工智能进入医院领域。他表示,人工智能可以成为医护人员值得信赖的顾问,帮助他们在症状出现之前就提供预防性治疗,或者根据数千例成功案例选择最佳治疗方案。

“人工智能不仅限于模仿人类——它还能理解人类智能的局限性并加以补充,”阿加伊普尔说。“通过应用人工智能,我们能够增强医生做出正确决策和在恰当时机提供治疗的能力。”

阿加伊普尔出生于伊朗的一个工程师家庭,5岁就开始编写代码。他的第一个研究项目是将机器学习应用于训练机器人足球运动员,目标是击败人类球队。

为了对世界产生更深远的影响,他转而投身医学领域,来到斯坦福大学,如今是该校麻醉学、围手术期和疼痛医学以及儿科学的副教授。在从事癌症和艾滋病研究之后,阿加伊普尔找到了自己的使命:运用人工智能来了解母婴面临的并发症。

“我发现,关注生命之初,也就是你能产生最大影响的时期,意义非凡,”他说。“在生命最初几周的干预,可以为这个人延长多达90年的寿命。这与临终关怀截然不同,在临终关怀中,我们所能创造的价值是渐进的。”

阿加普尔及其团队已经取得了前所未有的发现。通过对生物样本的深入分析,他们精准地定位了孕妇血液和尿液中的生物标志物,这些标志物可以在症状出现前数月预测先兆子痫——一种危险的高血压疾病,可导致中风甚至死亡。在目前的标准治疗方案中,治疗通常在症状出现后才开始,但这往往为时已晚,无法阻止对健康造成的损害。

最近,他的团队通过使用机器学习算法审查母亲和婴儿的电子健康记录,发现他们甚至可以在出生前确定哪些婴儿可能面临肺部、大脑、视力、听力和身体其他部位的健康问题。

“有了这些知识,护理团队就有机会采取正确的干预措施来预防这些可怕的疾病发生,而不是仅仅被动地应对它们,”阿加伊普尔说。

斯坦福大学卢西尔·帕卡德儿童医院的新生儿重症监护室 (NICU) 已经成功应用了基于人工智能的干预措施。

技术测试

其中一项创新举措利用人工智能为新生儿重症监护室 (NICU) 的婴儿定制营养补充剂。通过分析婴儿的生命体征,人工智能可以自动生成含有适量钠、钾、钙和其他营养成分的定制产品。这样一来,医生们就无需花费时间进行复杂的计算,也避免了可能对婴儿造成严重后果的常见错误。

新生儿和发育医学科主任、医学博士兼哲学博士兰斯·普林斯认为,与阿加伊普尔合作分析和利用有关新生儿重症监护室患者的数据具有巨大的价值,否则这些数据就会消失得无影无踪。

“在这数十亿个数据点中,隐藏着如何更好地照顾孩子的线索,”普林斯说。“这些信息就在那里;我们只需要弄清楚如何利用它们。而这正是尼玛和他的团队的拿手好戏。”

阿加普尔表示,这些创新仅仅是冰山一角。他设想的最终目标是构建一个医疗系统,人工智能能够将父母的医疗记录与子女的医疗记录无缝连接,预测跨代疾病风险,同时还能参考其他具有相似生物学特征的人的医疗记录数据。

“我不希望医疗保健的任何方面受传统观念的驱动。我希望一切都基于人工智能指导下的实际科学数据,这样,从出生起,婴儿就能获得他们所需的、量身定制的支持,”阿加伊普尔说。“就当今的新生儿科而言,这几乎是科幻小说里的情节。”

他表示,慈善事业对于加速这项工作至关重要。“建设这套基础设施是一项艰巨的任务,”阿加伊普尔说,“我们需要有远见卓识的人的支持,他们能够在创新成为标准做法之前就看到其前景。”

如果阿加普尔的梦想成真,那么当他自己的“梦想”——他的女儿罗娅——拥有了自己的孩子时,人工智能将成为世界各地医疗团队中默默无闻的一员,在健康问题出现之前进行诊断,并指导干预措施。在那一天到来之前,他将继续探索应用人工智能技术改善人们生活的新途径。

“我希望帮助确保每个婴儿都能充分发挥他们的潜力,”阿加伊普尔说。“我每天醒来都难以置信,我竟然有幸身处这所令人惊叹的校园,有机会解决一些意义重大的问题,并做出真正的贡献。”

本文最初发表于 《帕卡德儿童新闻》2023 年秋季刊。  

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