Το νέο εργαλείο χαρτογράφησης εγκεφάλου που βασίζεται σε AI λαμβάνει άδεια από τον FDA για χρήση στη νευροχειρουργική

Το νέο εργαλείο χαρτογράφησης εγκεφάλου που βασίζεται σε AI λαμβάνει άδεια από τον FDA για χρήση στη νευροχειρουργική

Μια νέα τεχνολογία βασισμένη στην τεχνητή νοημοσύνη που χρησιμοποιεί τον εγκέφαλο για τον γρήγορο εντοπισμό ευαίσθητων περιοχών που ελέγχουν την ομιλία, την όραση, την κίνηση και άλλες κρίσιμες λειτουργίες έχει λάβει έγκριση από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA), ώστε να μπορεί να διατεθεί στο εμπόριο στα νοσοκομεία για τη βελτίωση της ακρίβειας των διαδικασιών νευροχειρουργικής. Η τεχνολογία αναπτύχθηκε από ερευνητές και κλινικούς ιατρούς της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις για να καθοδηγήσει με μεγαλύτερη ακρίβεια τους νευροχειρουργούς στην εκτέλεση λεπτών χειρουργικών επεμβάσεων στον εγκέφαλο για την αφαίρεση όγκων ή τη θεραπεία της επιληψίας.

Το λογισμικό Cirrus Rasting State FMRI λανσάρεται από τη Sora Neuroscience, Inc., μια startup της Washu που αδειοδοτεί την τεχνολογία του πανεπιστημίου. Η τεχνολογία βασίζεται σε δεκαετίες ηγεσίας στην ιατρική Washu στη νευροεπιστήμη και στη λειτουργική απεικόνιση του εγκεφάλου. Η ανάπτυξη χρηματοδοτήθηκε από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH) με την υποστήριξη ιδιωτών επενδυτών.

«Αυτή θα είναι μια μεγάλη αλλαγή για την κλινική απεικόνιση και τη χαρτογράφηση του εγκεφάλου», δήλωσε ο Eric C. Leuthardt, MD, ο καθηγητής Νευρολογικής Χειρουργικής Shi H. Huang, ο οποίος ανέπτυξε την τεχνολογία στην Ιατρική Washu και συνίδρυσε την SORA Neuroscience. «Τώρα οι κλινικοί γιατροί έχουν πρόσβαση σε έναν ευρύτερο και πιο προσιτό τρόπο μελέτης της εγκεφαλικής λειτουργίας που μπορεί να παρέχει γρήγορα πληροφορίες για εφαρμογές νευροχειρουργικής και εγκεφαλικών παθήσεων που ωφελούν τους ασθενείς».

Η ανάπτυξη του λογισμικού Cirrus υπογραμμίζει τον σημαντικό ρόλο που διαδραματίζουν οι ακαδημαϊκοί επιχειρηματίες και οι startup εταιρείες στη μετάφραση των ανακαλύψεων σε λύσεις πραγματικού κόσμου που βελτιώνουν τη ζωή των ανθρώπων, δήλωσε ο Doug E. Frantz, αντιπρόεδρος καινοτομίας και εμπορευματοποίησης στο Washu.

Η μετατροπή επιστημονικών προόδων ετών σε εργαλείο που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι χειρουργοί στο χειρουργείο είναι δυνατή μόνο μέσω συνεργασιών με εμπορικές εταιρείες όπως η Sora Neuroscience και η σχολή Ιατρικής Washu, που βοήθησαν στην έναρξη της εταιρείας. Αυτό είναι ένα σαφές παράδειγμα του πώς η επιχειρηματικότητα οδηγεί τη μετάφραση της πρωτοποριακής έρευνας από το εργαστήριο στη φροντίδα ασθενών. "

Doug E. Frantz, PhD, Αντιπρύτανης για την Καινοτομία και την Εμπορευματοποίηση, Washu

Το λογισμικό κατάστασης ηρεμίας FMRI της Cirrus μπορεί να αναγνωρίσει διακριτά δίκτυα εγκεφαλικής δραστηριότητας που ρυθμίζουν σημαντικές δραστηριότητες όπως ομιλία, όραση και κίνηση και να δημιουργήσει χάρτες των τοποθεσιών τους. Τυπικά, τέτοιοι χάρτες απαιτούν εξειδικευμένο προσωπικό και έως και μία ώρα σε έναν σαρωτή για τη χαρτογράφηση τέτοιων δικτύων. Οι αλγόριθμοι στο λογισμικό Cirrus, που βασίζονται στην τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης, μπορούν να αναλύσουν μοτίβα σχετικής δραστηριότητας σε έναν εγκέφαλο ηρεμίας που είναι γνωστό ότι αντιστοιχούν σε συγκεκριμένες εγκεφαλικές λειτουργίες. Μπορούν να ολοκληρώσουν τη χαρτογράφηση πολλαπλών εγκεφαλικών δικτύων από μόλις 12 λεπτά λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (FMRI), η οποία παρακολουθεί τις αλλαγές στη ροή του αίματος του εγκεφάλου για να εντοπίσει περιοχές νευρολογικής δραστηριότητας.

Οι σαρώσεις για το λογισμικό Cirrus εκτελούνται ενώ ένα άτομο βρίσκεται σε ηρεμία στο μηχάνημα μαγνητικής τομογραφίας, αντί να εκτελεί μια εργασία όπως ομιλία ή κίνηση των χεριών και των ποδιών για την ενεργοποίηση συγκεκριμένων δικτύων εγκεφάλου. Ο Leuthardt εξήγησε ότι το FMRI που βασίζεται σε εργασίες μπορεί να παράγει μόνο χάρτες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για χειρουργούς περίπου τα δύο τρίτα του χρόνου, συνήθως λόγω κίνησης του ασθενούς ή αδυναμίας συμμετοχής στην εργασία. Αντίθετα, το 87% των σαρώσεων του Cirrus μπορούν να ενσωματωθούν αξιόπιστα στο επιχειρησιακό σχέδιο ενός χειρουργού.

Το FMRI που βασίζεται σε εργασίες περιορίζεται επίσης σε όσους μπορούν να εκτελέσουν αυτές τις εργασίες και να ακολουθήσουν οδηγίες. Για αυτόν τον λόγο, η διαδικασία λογισμικού FMRI του Cirrus Rasting State θα καταστήσει τη χαρτογράφηση fMRI διαθέσιμη σε μια πολύ μεγαλύτερη ομάδα ασθενών, είπε ο Joshua Shimony, MD, καθηγητής ακτινολογίας στο Washu Medicine Mallinckrodt Institute of Radiology, συν-ερευνητής με τον Leuthardt, ο οποίος διδάσκει την τεχνική.

«Το FMRI σε κατάσταση ηρεμίας μπορεί να πραγματοποιηθεί σε ασθενείς που αντιμετωπίζουν δυσκολίες με FMRI βάσει εργασιών, όπως:

Ο Leuthardt είπε ότι ενώ η τεχνολογία αναπτύχθηκε αρχικά στο εργαστήριό του, τα υποκείμενα δεδομένα προέρχονται από δεκαετίες έρευνας απεικόνισης FMRI υπό την ηγεσία της Washu Medicine από τον Raststaat. Ο Carl Hacker, MD, PhD, ο οποίος πρόσφατα ολοκλήρωσε την εκπαίδευσή του στη νευροχειρουργική στο Washu, ανέπτυξε τους αλγόριθμους βασισμένους στην τεχνητή νοημοσύνη που τροφοδοτούν το πρόγραμμα Cirrus ενώ ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής στο εργαστήριο του Leuthardt. Γιατροί και επιστήμονες έχουν συνεργαστεί επί χρόνια για να αναπτύξουν και να προωθήσουν τις αναλυτικές ικανότητες απεικόνισης για την προεγχειρητική χαρτογράφηση του εγκεφάλου και τη διεξαγωγή μελετών αποτελεσματικότητας.

Το Γραφείο Τεχνολογίας της Washu κατέθεσε τα πρώτα διπλώματα ευρεσιτεχνίας πριν από περισσότερο από μια δεκαετία και έδωσε άδεια χρήσης στην τεχνολογία Sora Neuroscience το 2021. Η εταιρεία ιδρύθηκε το 2020 από τον Leuthardt μαζί με τον Hacker and Washu Medicine Professor of Radiology Daniel Marcus και τον Επίκουρο Καθηγητή Ραδιολογίας Ph.D Milkhail.

Πηγές: