Il nuovo strumento di mappatura del cervello basato sull’intelligenza artificiale riceve l’approvazione della FDA per l’uso in neurochirurgia

Il nuovo strumento di mappatura del cervello basato sull’intelligenza artificiale riceve l’approvazione della FDA per l’uso in neurochirurgia

Una nuova tecnologia basata sull’intelligenza artificiale che utilizza il cervello per individuare rapidamente le aree sensibili che controllano la parola, la vista, il movimento e altre funzioni critiche ha ricevuto l’approvazione dalla Food and Drug Administration (FDA) in modo che possa essere commercializzata negli ospedali per migliorare la precisione delle procedure neurochirurgiche. La tecnologia è stata sviluppata da ricercatori e medici della Washington University School of Medicine di St. Louis per guidare in modo più accurato i neurochirurghi nell’esecuzione di interventi chirurgici al cervello per rimuovere tumori o curare l’epilessia.

Il software Cirrus Rasting State FMRI è stato lanciato da Sora Neuroscience, Inc., una startup Washu che concede in licenza la tecnologia dell'università. La tecnologia si basa su decenni di leadership della medicina Washu nelle neuroscienze e nell’imaging funzionale del cervello. Lo sviluppo è stato finanziato dal National Institutes of Health (NIH) con il sostegno di investitori privati.

“Questo rappresenterà un cambiamento epocale per l’imaging clinico e la mappatura del cervello”, ha affermato Eric C. Leuthardt, MD, professore di chirurgia neurologica Shi H. Huang, che ha sviluppato la tecnologia presso Washu Medicine e co-fondatore di SORA Neuroscience. “Ora i medici hanno accesso a un modo più ampio e accessibile per studiare la funzione cerebrale che può fornire rapidamente approfondimenti sulle applicazioni della neurochirurgia e delle malattie cerebrali a beneficio dei pazienti”.

Lo sviluppo del software Cirrus sottolinea l'importante ruolo che gli imprenditori accademici e le startup svolgono nel tradurre le scoperte in soluzioni reali che migliorano la vita delle persone, ha affermato Doug E. Frantz, vicerettore per l'innovazione e la commercializzazione presso Washu.

Trasformare anni di progressi scientifici in uno strumento che i chirurghi possono utilizzare in sala operatoria è possibile solo attraverso partnership con società commerciali come Sora Neuroscience e Washu Medicine Faculty, che hanno contribuito al lancio dell’azienda. Questo è un chiaro esempio di come l’imprenditorialità guida la traduzione della ricerca innovativa dal laboratorio alla cura del paziente. “

Doug E. Frantz, PhD, vicerettore per l'innovazione e la commercializzazione, Washu

Il software FMRI di Cirrus per lo stato di riposo è in grado di identificare reti distinte di attività cerebrale che regolano attività importanti come la parola, la visione e il movimento e creare mappe delle loro posizioni. In genere, tali mappe richiedono personale specializzato e fino a un'ora di utilizzo di uno scanner per mappare tali reti. Gli algoritmi del software Cirrus, basati sulla tecnologia dell’intelligenza artificiale, possono analizzare modelli di attività associata in un cervello a riposo che notoriamente corrispondono a specifiche funzioni cerebrali. Possono completare la mappatura di più reti cerebrali con soli 12 minuti di risonanza magnetica funzionale (FMRI), che tiene traccia dei cambiamenti nel flusso sanguigno del cervello per identificare le aree di attività neurologica.

Le scansioni per il software Cirrus vengono eseguite mentre una persona è a riposo nella macchina per la risonanza magnetica, anziché eseguire un compito come parlare o muovere le dita delle mani e dei piedi per attivare specifiche reti cerebrali. Leuthardt ha spiegato che la FMRI basata su attività è in grado di produrre mappe utilizzabili per i chirurghi solo circa due terzi delle volte, in genere a causa del movimento del paziente o dell'incapacità di partecipare all'attività. Al contrario, l'87% delle scansioni di Cirrus può essere incorporato in modo affidabile nel piano operatorio di un chirurgo.

La FMRI basata sulle attività è inoltre limitata a coloro che possono eseguire tali attività e seguire le istruzioni. Per questo motivo, il processo software FMRI di Cirrus Rasting State renderà la mappatura fMRI disponibile a un gruppo molto più ampio di pazienti, ha affermato Joshua Shimony, MD, professore di radiologia presso il Washu Medicine Mallinckrodt Institute of Radiology, un co-investigatore con Leuthardt, che insegna la tecnica.

“La FMRI in stato di riposo può essere eseguita su pazienti che hanno difficoltà con la FMRI basata su attività, come ad esempio:

Leuthardt ha affermato che, sebbene la tecnologia sia stata inizialmente sviluppata nel suo laboratorio, i dati sottostanti provengono da decenni di ricerca sull’imaging FMRI condotta da Washu Medicine da parte di Raststaat. Carl Hacker, MD, PhD, che ha recentemente completato la sua formazione in neurochirurgia presso Washu, ha sviluppato gli algoritmi basati sull'intelligenza artificiale che alimentano il programma Cirrus mentre era uno studente laureato nel laboratorio di Leuthardt. Medici e scienziati lavorano insieme da anni per sviluppare e promuovere capacità analitiche di imaging per la mappatura preoperatoria del cervello e per condurre studi sull'efficacia.

L'Office of Technology Management di Washu ha depositato i primi brevetti più di dieci anni fa e ha concesso in licenza la tecnologia a Sora Neuroscience nel 2021. L'azienda è stata fondata nel 2020 da Leuthardt insieme a Hacker e al professore di radiologia di medicina Washu Daniel Marcus, PhD, e al professore assistente di radiologia Mikhail Milchenko, PhD.

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