Uusi tekoälypohjainen aivojen kartoitustyökalu saa FDA:n hyväksynnän käytettäväksi neurokirurgiassa

Uusi tekoälypohjainen aivojen kartoitustyökalu saa FDA:n hyväksynnän käytettäväksi neurokirurgiassa

Uusi tekoälypohjainen teknologia, joka käyttää aivoja paikantamaan nopeasti herkät alueet, jotka hallitsevat puhetta, näköä, liikettä ja muita kriittisiä toimintoja, on saanut elintarvike- ja lääkevirastolta (FDA) hyväksynnän, jotta sitä voidaan markkinoida sairaaloihin neurokirurgisten toimenpiteiden tarkkuuden parantamiseksi. Washingtonin yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun St. Louisissa tutkijat ja kliinikot kehittivät tekniikan ohjatakseen hermokirurgeja tarkemmin suorittamaan hienoja aivoleikkauksia kasvainten poistamiseksi tai epilepsian hoitamiseksi.

Cirrus Rasting State FMRI-ohjelmistoa lanseeraa yliopiston teknologiaa lisensoiva Washun startup Sora Neuroscience, Inc.. Tekniikka perustuu Washun vuosikymmenten johtamiseen neurotieteen ja toiminnallisen aivojen kuvantamisen alalla. Kehityksen rahoitti National Institutes of Health (NIH) yksityisten sijoittajien tuella.

"Tämä tulee olemaan suuri muutos kliinisen kuvantamisen ja aivojen kartoituksen kannalta", sanoi Eric C. Leuthardt, MD, Shi H. Huangin neurologisen kirurgian professori, joka kehitti teknologian Washu Medicinessa ja oli yksi SORA Neurosciencen perustajista. "Nyt kliinikoilla on pääsy laajempaan ja helpommin saatavilla olevaan tapaan tutkia aivojen toimintaa, joka voi tarjota nopeasti tietoa neurokirurgian ja aivosairauksien sovelluksista, joista on hyötyä potilaille."

Cirrus-ohjelmiston kehitys korostaa akateemisten yrittäjien ja startup-yritysten tärkeää roolia löytöjen muuntamisessa todellisiksi ratkaisuiksi, jotka parantavat ihmisten elämää, sanoi Doug E. Frantz, Washun innovaatio- ja kaupallistamisasioista vastaava varakansleri.

Vuosien tieteellisen kehityksen muuttaminen työkaluksi, jota kirurgit voivat käyttää leikkaussalissa, on mahdollista vain kumppanuuksien kautta kaupallisten yritysten, kuten Sora Neurosciencen ja Washun lääketieteellisen tiedekunnan, kanssa, jotka auttoivat yrityksen käynnistämistä. Tämä on selkeä esimerkki siitä, kuinka yrittäjyys ohjaa uraauurtavan tutkimuksen kääntämistä laboratoriosta potilaiden hoitoon. "

Doug E. Frantz, PhD, innovaation ja kaupallistamisen varakansleri, Washu

Cirrusin FMRI-lepotilaohjelmisto voi tunnistaa erilliset aivotoiminnan verkostot, jotka säätelevät tärkeitä toimintoja, kuten puhetta, näköä ja liikettä, ja luoda karttoja niiden sijainnista. Tyypillisesti tällaiset kartat vaativat erikoistunutta henkilökuntaa ja jopa tunnin skannerissa tällaisten verkkojen kartoittamiseksi. Tekoälyteknologiaan perustuvat Cirrus-ohjelmiston algoritmit voivat analysoida lepäävien aivojen toimintaan liittyviä malleja, joiden tiedetään vastaavan tiettyjä aivotoimintoja. He voivat täydentää useiden aivoverkkojen kartoittamista vain 12 minuutin toiminnallisella magneettikuvauksella (FMRI), joka seuraa muutoksia aivojen verenkierrossa ja tunnistaa neurologisen toiminnan alueet.

Cirrus-ohjelmiston skannaukset suoritetaan henkilön ollessa levossa MRI-laitteessa sen sijaan, että hän suorittaisi tehtäviä, kuten puhumista tai sormien ja varpaiden liikuttamista tiettyjen aivoverkkojen aktivoimiseksi. Leuthardt selitti, että tehtäväpohjainen FMRI pystyy tuottamaan käyttökelpoisia karttoja kirurgille vain noin kaksi kolmasosaa ajasta, mikä johtuu tyypillisesti potilaan liikkeestä tai kyvyttömyydestä osallistua tehtävään. Sitä vastoin 87 % Cirrusin skannauksista voidaan sisällyttää luotettavasti kirurgin toimintasuunnitelmaan.

Tehtäväpohjainen FMRI on myös rajoitettu niihin, jotka voivat suorittaa kyseiset tehtävät ja noudattaa ohjeita. Tästä syystä Cirrus Rasting Staten FMRI-ohjelmistoprosessi tarjoaa fMRI-kartoituksen paljon suuremmalle potilasryhmälle, sanoi Joshua Shimony, MD, radiologian professori Washu Medicine Mallinckrodt Institute of Radiologysta, tutkija Leuthardtin kanssa, joka opettaa tekniikkaa.

"Lepotilan FMRI voidaan tehdä potilaille, joilla on vaikeuksia tehtäväpohjaisessa FMRI:ssä, kuten:

Leuthardt sanoi, että vaikka tekniikka kehitettiin alun perin hänen laboratorioissaan, taustalla olevat tiedot ovat peräisin Raststaatin vuosikymmeniä kestäneestä Washu Medicinen johtamasta FMRI-kuvaustutkimuksesta. Carl Hacker, MD, PhD, joka äskettäin suoritti neurokirurgiakoulutuksensa Washussa, kehitti tekoälypohjaiset algoritmit, jotka toimivat Cirrus-ohjelmassa, kun hän oli jatko-opiskelija Leuthardtin laboratoriossa. Lääkärit ja tutkijat ovat työskennelleet yhdessä vuosia kehittääkseen ja edistääkseen kuvantamisen analyyttisiä valmiuksia preoperatiiviseen aivokartoitukseen ja tehdäkseen tehokkuustutkimuksia.

Washun teknologiahallinnon toimisto haki ensimmäiset patentit yli kymmenen vuotta sitten ja lisensoi teknologian Sora Neurosciencelle vuonna 2021. Leuthardt perusti yrityksen vuonna 2020 yhdessä Hackerin ja Washun lääketieteen radiologian professorin Daniel Marcuksen ja radiologian apulaisprofessori, PhD Milchenkoilin kanssa.

Lähteet: