Nytt AI-baserat verktyg för hjärnkartläggning får FDA-godkännande för användning inom neurokirurgi

Nytt AI-baserat verktyg för hjärnkartläggning får FDA-godkännande för användning inom neurokirurgi

En ny AI-baserad teknik som använder hjärnan för att snabbt lokalisera känsliga områden som styr tal, syn, rörelse och andra kritiska funktioner har fått godkännande från Food and Drug Administration (FDA) så att den kan marknadsföras till sjukhus för att förbättra precisionen i neurokirurgiska ingrepp. Tekniken utvecklades av forskare och kliniker vid Washington University School of Medicine i St Louis för att mer exakt vägleda neurokirurger i att utföra fina hjärnoperationer för att ta bort tumörer eller behandla epilepsi.

Cirrus Rasting State FMRI-mjukvara lanseras av Sora Neuroscience, Inc., en Washu-startup som licensierar universitetets teknologi. Tekniken är baserad på decennier av Washu medicinledarskap inom neurovetenskap och funktionell hjärnavbildning. Utvecklingen finansierades av National Institutes of Health (NIH) med stöd från privata investerare.

"Detta kommer att vara en förändring för klinisk avbildning och hjärnkartläggning", säger Eric C. Leuthardt, MD, Shi H. Huang professor i neurologisk kirurgi, som utvecklade tekniken vid Washu Medicine och var med och grundade SORA Neuroscience. "Nu har läkare tillgång till ett bredare och mer tillgängligt sätt att studera hjärnans funktion som snabbt kan ge insikter i neurokirurgi och tillämpningar för hjärnsjukdomar som gynnar patienter."

Utvecklingen av Cirrus-mjukvaran understryker den viktiga roll som akademiska entreprenörer och nystartade företag spelar för att översätta upptäckter till verkliga lösningar som förbättrar människors liv, säger Doug E. Frantz, vicekansler för innovation och kommersialisering på Washu.

Att omvandla år av vetenskapliga framsteg till ett verktyg som kirurger kan använda i operationssalen är endast möjligt genom partnerskap med kommersiella företag som Sora Neuroscience och Washu Medicine fakulteten, som hjälpte till att starta företaget. Detta är ett tydligt exempel på hur entreprenörskap driver översättningen av banbrytande forskning från laboratoriet till patientvård. "

Doug E. Frantz, PhD, vicekansler för innovation och kommersialisering, Washu

Cirrus FMRI vilotillståndsprogramvara kan identifiera distinkta nätverk av hjärnaktivitet som reglerar viktiga aktiviteter som tal, syn och rörelse och skapa kartor över deras platser. Typiskt kräver sådana kartor specialiserad personal och upp till en timme i en skanner för att kartlägga sådana nätverk. Algoritmerna i Cirrus mjukvara, baserade på artificiell intelligens, kan analysera mönster av tillhörande aktivitet i en vilande hjärna som är kända för att motsvara specifika hjärnfunktioner. De kan slutföra sin kartläggning av flera hjärnnätverk från bara 12 minuters funktionell magnetisk resonanstomografi (FMRI), som spårar förändringar i hjärnans blodflöde för att identifiera områden med neurologisk aktivitet.

Skanningarna för Cirrus-mjukvaran utförs medan en person är i vila i MRI-maskinen, snarare än att utföra en uppgift som att tala eller röra fingrar och tår för att aktivera specifika hjärnnätverk. Leuthardt förklarade att uppgiftsbaserad FMRI endast kan producera användbara kartor för kirurger ungefär två tredjedelar av tiden, vanligtvis på grund av patientrörelser eller oförmåga att delta i uppgiften. Däremot kan 87 % av Cirrus skanningar på ett tillförlitligt sätt införlivas i en kirurgs operationsplan.

Uppgiftsbaserad FMRI är också begränsad till de som kan utföra dessa uppgifter och följa instruktioner. Av denna anledning kommer Cirrus Rasting States FMRI-mjukvaruprocess att göra fMRI-kartläggning tillgänglig för en mycket större grupp patienter, säger Joshua Shimony, MD, professor i radiologi vid Washu Medicine Mallinckrodt Institute of Radiology, en co-utredare med Leuthardt, som lär ut tekniken.

"Vilotillståndet FMRI kan utföras på patienter som har svårt med uppgiftsbaserad FMRI, såsom:

Leuthardt sa att medan tekniken ursprungligen utvecklades i hans labb, kommer de underliggande data från decennier av Washu Medicine-ledd FMRI-avbildningsforskning av Raststaat. Carl Hacker, MD, PhD, som nyligen avslutade sin neurokirurgiutbildning vid Washu, utvecklade de AI-baserade algoritmerna som driver Cirrus-programmet medan han var doktorand i Leuthardts labb. Läkare och forskare har arbetat tillsammans i åratal för att utveckla och främja avbildningsanalytiska möjligheter för preoperativ hjärnkartläggning och för att genomföra effektivitetsstudier.

Washus Office of Technology Management lämnade in de första patenten för mer än ett decennium sedan och licensierade tekniken till Sora Neuroscience 2021. Företaget grundades 2020 av Leuthardt tillsammans med Hacker och Washu medicinprofessor i radiologi Daniel Marcus, PhD, och biträdande professor i radiologi Mikhail Milchenko, PhD.

Källor: