أداة جديدة لرسم خرائط الدماغ تعتمد على الذكاء الاصطناعي تحصل على موافقة إدارة الغذاء والدواء لاستخدامها في جراحة الأعصاب

أداة جديدة لرسم خرائط الدماغ تعتمد على الذكاء الاصطناعي تحصل على موافقة إدارة الغذاء والدواء لاستخدامها في جراحة الأعصاب

حصلت تقنية جديدة تعتمد على الذكاء الاصطناعي، والتي تستخدم الدماغ لتحديد موقع المناطق الحساسة التي تتحكم في الكلام والرؤية والحركة وغيرها من الوظائف الحيوية، على موافقة إدارة الغذاء والدواء (FDA) حتى يمكن تسويقها للمستشفيات لتحسين دقة إجراءات جراحة الأعصاب. تم تطوير هذه التقنية من قبل الباحثين والأطباء في كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس لتوجيه جراحي الأعصاب بشكل أكثر دقة في إجراء عمليات جراحية دقيقة في الدماغ لإزالة الأورام أو علاج الصرع.

تم إطلاق برنامج Cirrus Rasting State FMRI من قبل شركة Sora Neuroscience, Inc.، وهي شركة واشو الناشئة التي تقوم بترخيص تكنولوجيا الجامعة. تعتمد هذه التقنية على عقود من ريادة طب واشو في علم الأعصاب والتصوير الوظيفي للدماغ. تم تمويل التطوير من قبل المعاهد الوطنية للصحة (NIH) بدعم من مستثمرين من القطاع الخاص.

"سيكون هذا تغييرًا جذريًا في التصوير السريري ورسم خرائط الدماغ"، قال إريك سي ليوثارت، دكتوراه في الطب، وأستاذ جراحة الأعصاب في شي إتش هوانغ، الذي طور التكنولوجيا في واشو ميديسن وشارك في تأسيس SORA Neuroscience. "يتمتع الأطباء الآن بإمكانية الوصول إلى طريقة أوسع وأكثر سهولة لدراسة وظائف المخ والتي يمكن أن توفر بسرعة رؤى حول تطبيقات جراحة الأعصاب وأمراض الدماغ التي تفيد المرضى."

وقال دوج إي فرانتز، نائب المستشار للابتكار والتسويق في واشو، إن تطوير برمجيات Cirrus يؤكد على الدور الهام الذي يلعبه رواد الأعمال الأكاديميون والشركات الناشئة في ترجمة الاكتشافات إلى حلول واقعية تعمل على تحسين حياة الناس.

إن تحويل سنوات من التقدم العلمي إلى أداة يمكن للجراحين استخدامها في غرفة العمليات أمر ممكن فقط من خلال الشراكات مع الشركات التجارية مثل Sora Neuroscience وأعضاء هيئة التدريس في Washu Medicine، الذين ساعدوا في إطلاق الشركة. وهذا مثال واضح على كيفية دفع ريادة الأعمال إلى ترجمة الأبحاث الرائدة من المختبر إلى رعاية المرضى. "

دوغ إي. فرانتز، دكتوراه، نائب المستشار للابتكار والتسويق، واشو

يمكن لبرنامج حالة الراحة لـ FMRI من Cirrus تحديد شبكات متميزة من نشاط الدماغ التي تنظم الأنشطة المهمة مثل الكلام والرؤية والحركة وإنشاء خرائط لمواقعها. عادةً، تتطلب مثل هذه الخرائط موظفين متخصصين وما يصل إلى ساعة في الماسح الضوئي لرسم خريطة لهذه الشبكات. يمكن للخوارزميات الموجودة في برنامج Cirrus، المستندة إلى تقنية الذكاء الاصطناعي، تحليل أنماط النشاط المرتبط في الدماغ أثناء الراحة والتي من المعروف أنها تتوافق مع وظائف دماغية محددة. ويمكنهم إكمال رسم خرائطهم لشبكات دماغية متعددة من خلال 12 دقيقة فقط من التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (FMRI)، الذي يتتبع التغيرات في تدفق الدم في الدماغ لتحديد مناطق النشاط العصبي.

يتم إجراء عمليات المسح الخاصة ببرنامج Cirrus أثناء وجود الشخص في وضع الراحة في جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي، بدلاً من أداء مهمة مثل التحدث أو تحريك أصابع اليدين والقدمين لتنشيط شبكات معينة في الدماغ. وأوضح ليوثارت أن التصوير بالرنين المغناطيسي المبني على المهام قادر فقط على إنتاج خرائط قابلة للاستخدام للجراحين في حوالي ثلثي الوقت، وعادةً ما يرجع ذلك إلى حركة المريض أو عدم القدرة على المشاركة في المهمة. في المقابل، يمكن دمج 87% من فحوصات Cirrus بشكل موثوق في الخطة التشغيلية للجراح.

ويقتصر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (FMRI) القائم على المهام أيضًا على أولئك الذين يمكنهم أداء تلك المهام واتباع التعليمات. ولهذا السبب، فإن عملية برنامج التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في Cirrus Rasting State ستجعل رسم خرائط الرنين المغناطيسي الوظيفي متاحًا لمجموعة أكبر بكثير من المرضى، كما قال جوشوا شيموني، دكتوراه في الطب، أستاذ الأشعة في معهد واشو ميديسن مالينكرودت للأشعة، وهو باحث مشارك مع ليوثارت، الذي يقوم بتدريس هذه التقنية.

"يمكن إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في حالة الراحة على المرضى الذين يجدون صعوبة في التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي القائم على المهام، مثل:

وقال ليوتاردت إنه على الرغم من أن التكنولوجيا تم تطويرها في البداية في مختبره، فإن البيانات الأساسية تأتي من عقود من أبحاث التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بقيادة واشو ميديسين التي أجرتها راستستات. قام كارل هاكر، الحاصل على دكتوراه في الطب، والذي أكمل مؤخرًا تدريبه على جراحة الأعصاب في واشو، بتطوير الخوارزميات القائمة على الذكاء الاصطناعي والتي تدعم برنامج Cirrus عندما كان طالب دراسات عليا في مختبر ليوثارت. لقد عمل الأطباء والعلماء معًا لسنوات لتطوير وتعزيز القدرات التحليلية للتصوير لرسم خرائط الدماغ قبل الجراحة وإجراء دراسات الفعالية.

قدم مكتب إدارة التكنولوجيا في واشو أول براءات اختراع منذ أكثر من عقد من الزمن وقام بترخيص التكنولوجيا لشركة Sora Neuroscience في عام 2021. تأسست الشركة في عام 2020 على يد ليوثارت جنبًا إلى جنب مع أستاذ طب الأشعة هاكر وواشو دانييل ماركوس، دكتوراه، والأستاذ المساعد في علم الأشعة ميخائيل ميلتشينكو، دكتوراه.

مصادر: