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人工智能如何能抗击艾滋病?

发布日期:2020-09-17

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艾滋病的预防和控制_如何预防艾滋_如何科学预防艾滋病

OFweek电子工程网络新闻:艾滋病已导致超过2500万人死亡。然而,在过去的15年中,世界在响应艾滋病方面取得了巨大成就。截至2015年6月,已有1580万人接受了抗逆转录病毒疗法。

随着计算机科学和人工智能的发展,许多科学家正在探索帮助艾滋病个患者和预防艾滋病的新方法。那么,人工智能在战斗艾滋病中的应用是什么?今天我们将向您介绍一些研究。

1.人工智能有助于HIV诊断

早期诊断HIV是一项非常重要的任务,它可以大大降低发病率和死亡率。有多种诊断HIV的方法,但所有方法都始于患者向医生描述症状-患者来到诊所并向医生描述症状。然后,医生向患者或其他近亲询问有关其他症状的信息。根据症状,医生将缩小患病机会的范围,并列出导致这些症状的一系列可能原因。该过程通常更加复杂和主观,并且在很大程度上取决于医生的经验。为了解决这个问题,美国三角洲州立大学数学与计算机科学系的Akazue Maureen将神经网络与模糊推理系统结合起来,形成了一个神经模糊系统,该系统可通过症状诊断出HIV感染风险模型。该系统具有自我学习和自适应能力,能够处理医学诊断中不确定和不准确的数据艾滋病症状,并克服了单个医生在分析症状方面的局限性。

但是,通过症状诊断HIV仅是一个方面,最准确的方法是病毒载量检测。病毒载量是检查血液中艾滋病毒的含量。但是,病毒载量检测需要专用设备,成本也很高,因此在一些不发达国家或地区很难进行。因此,还有另一种方法是检测血液中CD4细胞的数量。 CD4细胞正在抵抗细胞免疫系统中的细胞。当艾滋病毒削弱免疫系统时,CD4细胞的数量就会减少。但是,CD4细胞的数量可能会随时变化,其他病毒感染,吸烟和精神压力也会影响其数量。因此,今年6月,一位科学家在《医学影像与健康信息学杂志》上发表了一篇论文,使用神经网络方法通过CD4细胞的数量来评估抗逆转录病毒药物作用下的HIV-1病毒载量。变化,效果非常可观。

2.人工智能有助于制定艾滋病治疗

艾滋病患者通常需要使用鸡尾酒疗法,即同时服用多种药物,主要是两种至四种逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂的组合,科学名称是“高效抗逆转录病毒治疗方法”。该方法可以在很大程度上抑制病毒的复制,并且可以修复部分免疫功能。但是,每种药物都有不同的属性,并使用不同的规则。为了避免产生耐药性如何科学预防艾滋病,如何制定最有效的药物计划?

根据《科学家》杂志的报道,早在十多年前,一家美国公司就开发了一种名为HIV Therapy Edge的软件,该软件结合了生物信息学和人工智能,可以为患者快速提供药物组合它还可以搜索基因序列中的耐药突变。匹兹堡大学的约翰·梅洛尔(John Mellor)表示,过去,这个过程通常需要花费医生半个小时,而且一个人只能坐在安静的房间里检查患者的用药史,病毒抵抗特性,用药剂量等。

随着人工智能的发展,越来越多的应用不断涌现。例如,来自南非夸祖鲁纳塔尔大学和佛罗里达大学医学院的研究人员结合了人工神经网络(ANN)和定量构效关系(QSAR)来开发一种可以预测最大推荐用药剂量的药物方法。他们从FDA数据库中获得了每种药物的分子量艾滋病检测,水溶性,亲脂性,生物转化半衰期,氧化半衰期和生物降解概率的详细数据艾滋病检测,并使用训练集构建了多元线性回归和逆向分析传播神经互联网。结果,他们的模型表明抗逆转录病毒药物的水溶性与最大剂量呈中等程度的相关性,这可能有助于更安全,更有效的HIV治疗。

就抗药性而言,几年前,英国艾滋病病毒抗性反应数据库的科学家使用了1154个临床数据(基因型,基线病毒载量等)来训练神经网络来预测病毒反应和实际响应高度相关(r2 =0.53; P

3.人工智能帮助预防艾滋病

在艾滋病的数据中,有些数据令人困扰,即,越来越多的年轻人,尤其是学生,被HIV感染。这是全世界面临的问题,尤其是那些无家可归的年轻人。根据调查,美国每年有200万年轻人无家可归,其中11%是HIV阳性(是普通人口的10倍)。

如何分析和避免无家可归的年轻人中的艾滋病毒传播?许多组织从无家可归者中选择了一些人进行教育和培训,以帮助他们了解如何预防HIV,并希望他们将这一信息传播传递给口口相传。但是,这些机构在选择培训对象时并未考虑社交网络的结构,从而导致传播的效率非常低。为了解决这个问题,南加州大学社会工程学院的埃里克·赖斯(Eric Rice)等开发了基于POMDP(部分可观察的马尔可夫决策过程)的算法,称为PSINET(基于POMDP的网络社会干预措施,用于增强HIV测试) )。决策过程),分析无家可归者之间的友谊,规划他们的社会关系,并预测谁最有影响力,以帮助教育机构选择最有影响力的人参加培训。他们促进预防HIV知识。该结果已于今年早些时候在德克萨斯州的人工智能发展协会会议上发布艾滋病症状,目前正在与一个名为“我的朋友在洛杉矶的地方”的组织合作。仿真实验表明,该方法的有效性比以前的方法高出60%。

今年艾滋病天的主题是“趋于零”(Getting to Zero),副标题是“共同抗击艾滋病,分享责任和共享未来”。与艾滋病作斗争不仅是医疗机构和非政府组织的任务,而且是全世界的共同责任。如今如何科学预防艾滋病,生物科学,计算机科学,心理学和其他学科已经联合起来艾滋病。在人类智慧的照耀下,我相信这场旷日持久的战斗将很快看到胜利的曙光。

本文出自 防艾网 ,原文链接:https://www.hiv-aids.cn/prevent/4690.html 。如若转载请注明出处。

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