中國醫藥大學公共衛生跨領域研究團隊透過AI預測相關死亡率,刊登於醫學資訊學頂尖期刊,此議題引起廣泛關注

中國醫藥大學公共衛生跨領域研究團隊透過AI預測相關死亡率,刊登於醫學資訊學頂尖期刊,此議題引起廣泛關注
AI人工智慧技術的應用廣泛;中國醫藥大學公共衛生學系何文照教授、李采娟教授跨領域合作團隊運用AI進行聯邦式學習模式(Federated Learning-Based Model)預測相關死亡率,研究成果發表於醫學資訊學頂尖期刊《醫學互聯網研究雜誌》Journal of Medical Internet Research (JMIR),此議題引起廣泛關注。

這項公共衛生專業分析研究接軌大眾關切的健康議題,研究論文名稱:「人工智慧聯邦學習大數據模型之應用於死亡率相關預測:系統回顧和統合分析(Federated Learning-Based Model for Predicting Mortality: Systematic Review and Meta-Analysis)」;中國醫藥大學公共衛生跨領域研究團隊成員包括:何文照教授、李采娟教授、鍾朝仁教授及物理治療學系李信達教授及研究助理。

中國醫藥大學公共衛生學系主任何文照教授表示,在人工智慧大數據時代,作為一種新穎的保護隱私技術,聯邦學習的興起提供了以分散方式共同創建模型的潛力,以解決機密性問題,尤其是關於數據隱私的問題。但是,全面與清晰探討聯邦學習(FL)與集中機器學習(CML)在臨床領域運用並進行比對分析,並提供相關證據和進一步可能推廣應用,仍須有進一步探究與驗證評估。

因此,何文照教授組成跨域團隊攜手合作,多元深入回顧臨床場域中,對應人工智慧大數據分析基於FL的死亡率預測和CML模型的效能比較。經由IEEE Xplore,PubMed,Science Direct和Web of Science數據庫搜索至2024年6月為止發表的文章;研究分析個案主要包括:急重症加護病房、急診、緊急醫療中心、創傷中心和特定重要疾病等,納入分析個案數為1,412,973名並進行世代追蹤數據和分析。

該研究結果發現,FL可以應用在預測各種情境的死亡率,並獲得與CML相似或更具潛力卓越的性效能。目前在醫療領域使用FL的比例與臨床用途越來越廣且受歡迎,兼具多元完整的情境考量設計和可能關鍵核心預測時間節點(如:24 時,48時,72時,96 時,7天和30天)中,並運用不同的預測因子(如:實驗室檢測數據,生命體徵和藥物特徵等),FL的模型顯現其亮點優勢潛力,尤其在緊急醫療場域,結合患者既存病歷數據以及感染性疾病,後續值得進一步深入評估與探討。

何文照教授說,此研究分析最主要初始的發想、假設與啟發,除了聯邦學習在隱私可能相對提供保護之優勢外,The lady Tasting Tea (統計改變了世界)一書論述中:統計大師費雪 (Sir Ronald A. Fisher)任職於羅森斯特農業試驗所(Rothamsted Agriculture Experimental Station)時,每個農業試驗所都擁有自己的肥力 (fertility index)用以評估調整和預估農產物收成量,並且相信它都比別人的指數更準確,當費雪將每個農業試驗所這些指數化簡為基本代數式時,發現這些指數根本是相同公式的不同變化形式,換句話說,長久以來彼此競爭激烈的不同指數,所做出來的結果實際上是完全相同的,1921年費雪在重量級期刊「應用生物學年報,Annuals of Applied Biology」發表論文,指出上述用哪種肥力並沒有任何差異,費雪同時表示,這些肥力調整不足以表示不同農地在收成上的差異,這篇非凡的論文,為一場延燒二十年科學論戰畫上休止符。

何文照教授闡述費雪的結論是:「科學家應該從潛在實驗結果的數學模型著手。」文中所述的數學模型,為一組方程式,此與聯邦學習似有隱然相互呼應對仗之感,異曲同工,以古鑑今,思維論證假說與分析工具結合,期待「健康台灣」Taiwan can help,「星球健康」 Connecting the East and the West, One Health in One Planet,能廣植福田,助人濟世,讓世界更美好。
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