Uus tehisintellektil põhinev aju kaardistamise tööriist saab FDA loa kasutamiseks neurokirurgias

Uus tehisintellektil põhinev aju kaardistamise tööriist saab FDA loa kasutamiseks neurokirurgias

Uus tehisintellektil põhinev tehnoloogia, mis kasutab aju kõnet, nägemist, liikumist ja muid kriitilisi funktsioone kontrollivate tundlike piirkondade kiireks asukoha määramiseks, on saanud toidu- ja ravimiameti (FDA) heakskiidu, et seda saaks turustada haiglates, et parandada neurokirurgia protseduuride täpsust. Selle tehnoloogia töötasid välja St. Louis'i Washingtoni ülikooli meditsiinikooli teadlased ja arstid, et suunata neurokirurge täpsemalt peente ajuoperatsioonide tegemisel kasvajate eemaldamiseks või epilepsia raviks.

Cirrus Rasting State FMRI tarkvara käivitab Washu idufirma Sora Neuroscience, Inc., mis litsentsib ülikooli tehnoloogiat. Tehnoloogia põhineb Washu meditsiini aastakümnete pikkusel juhtpositsioonil neuroteaduste ja funktsionaalse ajukuvamise vallas. Arendust rahastas riiklik tervishoiuinstituut (NIH) erainvestorite toel.

"See on suur muutus kliinilises pildistamises ja aju kaardistamises," ütles Eric C. Leuthardt, MD, Shi H. Huangi neuroloogilise kirurgia professor, kes töötas välja Washu Medicine'i tehnoloogia ja asutas SORA Neuroscience'i. "Nüüd on arstidel juurdepääs laiemale ja ligipääsetavamale viisile ajufunktsiooni uurimiseks, mis võib kiiresti anda ülevaate neurokirurgiast ja ajuhaiguste rakendustest, mis on patsientidele kasulikud."

Cirruse tarkvara arendamine rõhutab akadeemiliste ettevõtjate ja idufirmade olulist rolli avastuste muutmisel reaalseteks lahendusteks, mis parandavad inimeste elu, ütles Washu innovatsiooni ja kommertsialiseerimise asekantsler Doug E. Frantz.

Aastatepikkuse teaduse edusammude muutmine tööriistaks, mida kirurgid saavad operatsioonisaalis kasutada, on võimalik ainult partnerluse kaudu selliste äriettevõtetega nagu Sora Neuroscience ja Washu meditsiiniteaduskond, kes aitasid ettevõtte käivitada. See on selge näide sellest, kuidas ettevõtlus juhib murranguliste uuringute tõlkimist laborist patsientide ravile. “

Doug E. Frantz, PhD, innovatsiooni ja kommertsialiseerimise asekantsler, Washu

Cirruse FMRI puhkeseisundi tarkvara suudab tuvastada ajutegevuse erinevad võrgustikud, mis reguleerivad olulisi tegevusi, nagu kõne, nägemine ja liikumine, ning luua nende asukohtade kaardid. Tavaliselt on selliste kaartide jaoks vaja spetsialiseeritud töötajaid ja kuni tund aega skanneris selliste võrkude kaardistamiseks. Tehisintellekti tehnoloogial põhinevad Cirrus'i tarkvara algoritmid suudavad analüüsida seotud aktiivsuse mustreid puhkeajus, mis teadaolevalt vastavad konkreetsetele ajufunktsioonidele. Nad saavad lõpule viia mitme ajuvõrgu kaardistamise kõigest 12-minutilise funktsionaalse magnetresonantstomograafia (FMRI) abil, mis jälgib aju verevoolu muutusi, et tuvastada neuroloogilise aktiivsuse piirkonnad.

Tarkvara Cirrus skannitakse ajal, mil inimene on MRI-seadmes puhkeasendis, selle asemel, et täita ülesandeid, näiteks rääkimist või liigutada sõrmi ja varbaid konkreetsete ajuvõrkude aktiveerimiseks. Leuthardt selgitas, et ülesandepõhine FMRI suudab kirurgide jaoks kasutatavaid kaarte toota ainult umbes kaks kolmandikku ajast, mis on tavaliselt tingitud patsiendi liikumisest või võimetusest ülesandes osaleda. Seevastu 87% Cirruse skaneeringutest saab usaldusväärselt lisada kirurgi operatsiooniplaani.

Ülesandepõhine FMRI on piiratud ka nendega, kes saavad neid ülesandeid täita ja juhiseid järgida. Sel põhjusel muudab Cirrus Rasting State'i FMRI tarkvaraprotsess fMRI kaardistamise kättesaadavaks palju suuremale patsientide rühmale, ütles Joshua Shimony, MD, Washu Medicine Mallinckrodti radioloogiainstituudi radioloogiaprofessor, Leuthardti kaasuurija, kes õpetab seda tehnikat.

"Puhkeseisundi FMRI-d saab teha patsientidel, kellel on raskusi ülesandepõhise FMRI-ga, näiteks:

Leuthardt ütles, et kuigi see tehnoloogia töötati algselt välja tema laboris, pärinevad selle aluseks olevad andmed aastakümneid Washu meditsiini juhitud Raststaadi FMRI-kuvamisuuringutest. Carl Hacker, MD, PhD, kes hiljuti läbis neurokirurgia koolituse Washus, töötas Leuthardti laboris kraadiõppurina välja tehisintellektil põhinevad algoritmid, mis juhivad programmi Cirrus. Arstid ja teadlased on aastaid koostööd teinud, et arendada ja edendada pildianalüüsi võimeid operatsioonieelse aju kaardistamise jaoks ning viia läbi efektiivsusuuringuid.

Washu tehnoloogiahalduse büroo esitas esimesed patendid enam kui kümme aastat tagasi ja litsentseeris tehnoloogia ettevõttele Sora Neuroscience 2021. aastal. Ettevõtte asutasid 2020. aastal Leuthardt koos häkkeri ja Washu radioloogiaprofessori Daniel Marcuse ja radioloogia aseprofessori, PhD Milchenkoiliga.

Allikad: