Nowe narzędzie do mapowania mózgu oparte na sztucznej inteligencji uzyskało zgodę FDA na zastosowanie w neurochirurgii

Nowe narzędzie do mapowania mózgu oparte na sztucznej inteligencji uzyskało zgodę FDA na zastosowanie w neurochirurgii

Nowa technologia oparta na sztucznej inteligencji, która wykorzystuje mózg do szybkiego lokalizowania wrażliwych obszarów kontrolujących mowę, wzrok, ruch i inne krytyczne funkcje, uzyskała zgodę Agencji ds. Żywności i Leków (FDA), dzięki czemu może być sprzedawana w szpitalach w celu poprawy precyzji zabiegów neurochirurgicznych. Technologia została opracowana przez naukowców i klinicystów z Washington University School of Medicine w St. Louis, aby dokładniej pomagać neurochirurgom w przeprowadzaniu drobnych operacji mózgu w celu usunięcia guzów lub leczenia padaczki.

Oprogramowanie Cirrus Rasting State FMRI zostaje uruchomione przez Sora Neuroscience, Inc., startup z Washu, który licencjonuje technologię uniwersytetu. Technologia ta opiera się na dziesięcioleciach wiodącej pozycji medycyny Washu w dziedzinie neurologii i funkcjonalnego obrazowania mózgu. Rozwój został sfinansowany przez Narodowy Instytut Zdrowia (NIH) przy wsparciu inwestorów prywatnych.

„Będzie to radykalna zmiana w obrazowaniu klinicznym i mapowaniu mózgu” – powiedział Eric C. Leuthardt, lekarz medycyny, profesor chirurgii neurologicznej Shi H. Huang, który opracował tę technologię w Washu Medicine i był współzałożycielem SORA Neuroscience. „Teraz klinicyści mają dostęp do szerszej i bardziej przystępnej metody badania funkcji mózgu, która może szybko zapewnić wgląd w zastosowania neurochirurgii i chorób mózgu, z korzyścią dla pacjentów”.

Rozwój oprogramowania Cirrus podkreśla ważną rolę, jaką odgrywają przedsiębiorcy akademiccy i start-upy w przekładaniu odkryć na rzeczywiste rozwiązania, które poprawiają życie ludzi, powiedział Doug E. Frantz, wicekanclerz ds. innowacji i komercjalizacji w Washu.

Przekształcenie wieloletniego postępu naukowego w narzędzie, z którego chirurdzy mogą korzystać na sali operacyjnej, jest możliwe jedynie dzięki partnerstwu z firmami komercyjnymi, takimi jak Sora Neuroscience i wydział Washu Medicine, które pomogły w uruchomieniu firmy. Jest to wyraźny przykład tego, jak przedsiębiorczość wpływa na przeniesienie przełomowych badań z laboratorium na opiekę nad pacjentem. „

Doktor Doug E. Frantz, prorektor ds. innowacji i komercjalizacji, Washu

Oprogramowanie Cirrus FMRI dotyczące stanu spoczynku może identyfikować odrębne sieci aktywności mózgu, które regulują ważne czynności, takie jak mowa, wzrok i ruch, oraz tworzyć mapy ich lokalizacji. Zazwyczaj takie mapy wymagają wyspecjalizowanego personelu i nawet godziny pracy przy skanerze, aby zmapować takie sieci. Algorytmy oprogramowania Cirrus, oparte na technologii sztucznej inteligencji, mogą analizować wzorce powiązanej aktywności w spoczynkowym mózgu, o których wiadomo, że odpowiadają konkretnym funkcjom mózgu. Mogą ukończyć mapowanie wielu sieci mózgowych na podstawie zaledwie 12 minut funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (FMRI), który śledzi zmiany w przepływie krwi w mózgu w celu identyfikacji obszarów aktywności neurologicznej.

Skanowanie oprogramowania Cirrus odbywa się, gdy osoba znajduje się w stanie spoczynku w aparacie MRI, a nie podczas wykonywania czynności, takich jak mówienie lub poruszanie palcami u rąk i nóg w celu aktywacji określonych sieci mózgowych. Leuthardt wyjaśnił, że FMRI oparte na zadaniach jest w stanie stworzyć użyteczne mapy dla chirurgów jedynie w około dwóch trzecich przypadków, zazwyczaj z powodu ruchu pacjenta lub niemożności uczestniczenia w zadaniu. Natomiast 87% skanów Cirrusa można w sposób niezawodny uwzględnić w planie operacyjnym chirurga.

FMRI oparte na zadaniach jest również ograniczone do tych, którzy mogą wykonywać te zadania i postępować zgodnie z instrukcjami. Z tego powodu proces oprogramowania FMRI firmy Cirrus Rasting State udostępni mapowanie fMRI znacznie większej grupie pacjentów, powiedział Joshua Shimony, lekarz medycyny, profesor radiologii w Washu Medicine Mallinckrodt Institute of Radiology, współbadacz z Leuthardtem, który uczy tej techniki.

„FMRI stanu spoczynku można wykonać u pacjentów, którzy mają trudności z FMRI zadaniową, takich jak:

Leuthardt powiedział, że chociaż technologia została początkowo opracowana w jego laboratorium, podstawowe dane pochodzą z dziesięcioleci badań obrazowania FMRI prowadzonych przez Raststaat pod kierunkiem Washu Medicine. Doktor medycyny Carl Hacker, który niedawno ukończył szkolenie z neurochirurgii w Washu, opracował algorytmy oparte na sztucznej inteligencji, które napędzają program Cirrus, gdy był studentem studiów magisterskich w laboratorium Leuthardta. Lekarze i naukowcy współpracują od lat, aby rozwijać i promować możliwości analityczne obrazowania na potrzeby przedoperacyjnego mapowania mózgu oraz przeprowadzać badania skuteczności.

Biuro ds. zarządzania technologią firmy Washu złożyło pierwsze patenty ponad dziesięć lat temu, a w 2021 r. udzieliło licencji na technologię firmie Sora Neuroscience. Firma została założona w 2020 r. przez Leuthardta wraz z Hackerem i profesorem radiologii Washu Medicine, doktorem Danielem Marcusem i adiunktem radiologii, dr Michaiłem Milczenko.

Źródła: