机器学习这一概念已经超越了其计算机科学的起源,广泛应用于公共和私营部门以及多个学术领域。尽管机器学习和人工智能这两个术语时常交替使用,但前者通常被视为更广泛的人工智能领域的一个子集。
医疗保健行业是应用机器学习技术的重要领域之一。目前,机器学习作为一种人工智能技术,已在改善患者身体和心理健康方面发挥了重要作用。
在医疗保健行业,机器学习的应用主要旨在提升临床理解和改善患者护理。越来越多的研究集中在利用机器学习来优化患者的筛查、诊断、临床决策和特定治疗效果。
尽管机器学习在身体健康领域的应用相对成熟,其在心理健康领域的应用仍显不足。然而,令人欣慰的是,近年来关于机器学习改善心理健康的研究数量迅速增长。
心理健康是一个庞大的产业,机器学习的研究已广泛应用于药物治疗、临床诊断和心理治疗效果的预测,甚至可以预测严重精神疾病的发生。这些研究往往聚焦于特定诊断群体,有时甚至细化到某一特定治疗方式。
目前,机器学习研究中最常见的诊断群体是抑郁症。根据估算,仅在美国,2017年就有超过1700万成年人经历过至少一次严重的抑郁症发作,这一比例高达7%。
尽管机器学习在抑郁症研究中的应用并不新鲜,但近年来在这一领域的研究才开始取得重大进展。
对机器学习在抑郁症应用相关文献进行分析发现,首篇相关论文发表于1993年,而1999年才有第二篇论文问世,此后每年都有稳定的增长。最近,关于抑郁症中机器学习的研究数量呈现出显著增长,尤其是在过去三年中,增速尤其明显。
可以肯定的是,我们仍处于机器学习在抑郁症应用研究的早期阶段,这一领域充满希望,尚有许多研究方向待开发。
当前,机器学习在抑郁症诊疗中的主要应用之一是评估药物治疗的效果。通过检索相关期刊,发现大多数研究聚焦于精神药物治疗。
其中一项知名研究结合了9项抑郁症研究的临床数据,通过机器学习对相关症状进行聚类,并建立模型评估主要抗抑郁药物的疗效。研究发现存在三组症状,并且几种抗抑郁药的疗效在统计上存在显著差异。这表明医生在为抑郁症患者开药时,应基于患者的具体症状进行个性化治疗。
具体的心理评估工具,如认知、心理运动和情感测试等,也被用来对治疗结果进行分类。这些聚类预测了心理药物治疗后的反应,结果显示某些生物标记与有效抗抑郁药物的处方有关。
机器学习还被应用于研究初始药物治疗方案后如何缓解抑郁症症状,这是抑郁症治疗中一个常见且重要的问题。
研究人员基于临床评估数据训练机器学习模型,对三种不同抗抑郁药物的作用进行分类。结果表明,分析的164个临床特征能够以60%的准确率预测两种药物治疗方案对抑郁症的缓解效果。
虽然在文献中较少提及,但机器学习同样适用于抑郁症药物治疗之外的其他治疗形式。心理治疗结果和影像学数据(如磁共振成像扫描)也是研究的重点。
关于使用机器学习预测单相和双相抑郁症治疗结果的首个荟萃分析评估了包括心理治疗在内的所有形式抑郁症治疗数据。在对639项潜在研究进行初步分析后,研究人员针对75项研究进行了详细审查,发现其中26项研究利用机器学习算法预测抑郁症治疗结果,符合纳入标准。
这些研究结果普遍支持机器学习在预测治疗结果方面的有效性,综合成功率为82%,并指出使用多种数据类型的算法效果最佳。当专注于MRI数据进行决策树训练时,能够成功识别出部分对初始抗抑郁治疗无反应的患者。
机器学习在抑郁症中的另一个前景广阔的应用是利用统计和建模重定义当前的症状和诊断。这一方法也更广泛地应用于心理健康诊断中,尽管可能面临重大阻力,因为现有的诊断分组往往与真实症状不符。
其潜在好处在于改善疾病识别,从而开发更有效的干预措施和药物,并降低心理疾病带来的经济和社会成本。
鉴于全面改造诊断分类可能引发反作用,研究人员提出了一种折中方法:将数据驱动的机器学习与理论驱动的模型相结合。在这种方法中,理论模型通过减少输入到机器学习算法中的变量数量来指导特征选择。
实例表明,这种方法可以改善其他医学或神经疾病的结果,因此将类似方法应用于心理疾病的诊疗中,有望提高诊断和治疗效果。
尽管机器学习在抑郁症治疗中的应用前景光明,但仍需关注一些潜在的实践和伦理问题。
一些实际问题限制了研究的可行性,例如从不同来源汇总数据的挑战,以及在现实世界中研究实际心理疾病患者时常用措施的困难。
在伦理方面,问题包括确保患者希望了解自己是否处于风险之中,以及给某人贴上重度抑郁等心理疾病标签可能带来的负面影响和耻辱感。
对于心理健康服务的提供者和消费者来说,当前正是一个激动人心的时刻。随着我们进入机器学习研究的新阶段,并逐步了解如何将其有效应用于该领域,抑郁症的新诊断和治疗方案即将问世。
目前,该领域的研究数量正在以指数级增长,证明了机器学习对心理健康护理的潜在影响。然而,我们所见的仅是机器学习全部可能性的一小部分。我们开始感受到,几十年来如何更好地治疗心理疾病的观念正在发生转变,甚至连诊断分组本身也受到了挑战。
具体到抑郁症治疗,机器学习成功应用于改善抗抑郁药物效果,能够降低缓解率,并更好地对特定药物反应的群体进行分类。多种不同来源的数据用于改善这些治疗结果,包括心理和认知测试,以及MRI扫描等成像技术。
此外,机器学习技术正被应用于特定心理治疗方法,以治疗抑郁症、提升治疗效果,并确定对特定类型治疗反应最好的患者和症状表现。
未来的研究可能会继续沿着这一方向推进,因为当前的有效性和可靠性已得到验证,随后可以在此基础上进行改进。考虑到目前应用于心理治疗的机器学习研究相对不足,而治疗是抑郁症最常见且成功的长期治疗方法之一,笔者预计,机器学习研究在这一领域将开始迅速增长。
药物治疗的结果更容易被概念化和测试,并且与历史悠久的医学研究有更多重叠,可能会继续受到极大的关注。
尽管存在一些问题,机器学习在抑郁症治疗中的应用前景依然广阔,期待AI能够帮助人类走出阴霾。
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