Ожидается, что к 2050 году во всем мире болезнью Альцгеймера (БА) будут страдать около 139 миллионов человек. Магнитно-резонансная томография (МРТ) является важным инструментом для выявления изменений в структуре мозга, которые предшествуют снижению когнитивных способностей и прогрессированию заболевания; однако ее стоимость ограничивает широкое применение.

Новое исследование исследователей из Массачусетской больницы общего профиля (MGH), одного из основателей системы здравоохранения Mass General Brigham, демонстрирует, что упрощенный аппарат МРТ с низким магнитным полем (НЧ), дополненный инструментами машинного обучения, соответствует обычной МРТ при измерении характеристик мозга, относящихся к болезни Альцгеймера. Результаты, опубликованные в Nature Communications , подчеркивают потенциал НЧ-МРТ для оценки людей с когнитивными симптомами.

«Чтобы справиться с растущей глобальной проблемой здравоохранения, связанной с деменцией и когнитивными нарушениями у стареющего населения, нам понадобятся простые, доступные у постели больного инструменты, которые помогут определить основные причины когнитивных нарушений у пациентов и назначить обоснованное лечение», — сказал старший автор У. Тейлор Кимберли, доктор медицины, доктор философии, заведующий отделением нейрореанимации в отделении неврологии в MGH.

«Для этого мы собрали исследовательскую группу, чтобы разработать подход к визуализации мозга, ориентированный на пациента, чтобы улучшить доступ и удобство, сократить расходы и оптимизировать когнитивные оценки».

Исследовательская группа, стоящая за проектом, включала клинических исследователей, физиков МРТ, экспертов по доставке в систему здравоохранения и экспертов по ИИ. Исследователи MGH в течение нескольких лет изучали LF-MRI как альтернативу традиционной высокопольной (HF) MRI, которая обеспечивает получение подробных поперечных изображений тела путем генерации мощных магнитных полей.

Аппараты HF-MRI дороги, требуют выделенных центров/комплексов визуализации для работы и часто отсутствуют в условиях ограниченных ресурсов в США и по всему миру. Напротив, аппараты LF-MRI используют магнитные поля в 50 раз слабее, чем те, которые требуются для обычной МРТ. Это делает сканеры LF-MRI меньше и портативнее, требуя для работы всего одну электрическую розетку, но также приводит к снижению качества изображения .

Чтобы улучшить качество изображений LF-MRI и сделать их более удобными для использования в клинике, исследователи использовали инструменты искусственного интеллекта (ИИ). Исследователи создали искусственные наборы данных и сопоставили сканы HF- и LF-MRI как здоровых людей, так и пациентов с неврологическими заболеваниями. Они использовали эти наборы данных для обучения алгоритма распознаванию признаков, относящихся к AD на LF-MRI, включая размер структур мозга, таких как гиппокамп (центр памяти мозга), и области гиперинтенсивности белого вещества (WMH), которые могут указывать на нейродегенерацию или проблемы с кровеносными сосудами.

Когда они протестировали свой метод на 54 пациентах с легкими когнитивными нарушениями или деменцией, связанной с болезнью Альцгеймера, результаты сканирования НЧ-МРТ с использованием ИИ практически совпали с традиционными измерениями объема гиппокампа и белого вещества с помощью ВЧ-МРТ.

Новый подход потребует нормативного одобрения и новых клинических протоколов, но он обещает расширить нейровизуализацию в условиях ограниченного доступа к МРТ. Помимо улучшения диагностики AD, LF-MRI может помочь оптимизировать уход за пациентами с AD, которым требуется мониторинг МРТ во время лечения новыми препаратами для AD. Портативный LF-MRI также может использоваться в отделениях неотложной помощи, общественных медицинских центрах или амбулаторных отделениях, особенно для пациентов, которые перенесли инсульт или находятся в группе риска.

«Доступ к традиционной МРТ неравномерно распределен и не всем доступен», — сказал Кимберли. «Мы представляем себе будущее, в котором человек с когнитивными жалобами, посещающий врача общей практики, гериатра или невролога, может получить сканирование мозга, анализ крови и когнитивный тест, и все это за один визит. Недорогая, простая в использовании технология может помочь предоставить информацию врачам прямо у постели больного».