Результаты сканирования мозга при инсульте с помощью искусственного интеллекта оказались в два раза точнее, чем текущий метод
Новое программное обеспечение на основе искусственного интеллекта может считывать сканы мозга пациентов, перенесших инсульт, чтобы точнее определить, когда это произошло, и помочь врачам определить, можно ли успешно лечить это заболевание.
Есть надежда, что новая технология в конечном итоге позволит быстрее и точнее оказывать неотложную помощь пациентам в условиях больницы . Знание времени начала инсульта важно, поскольку стандартные методы лечения эффективны только на самых ранних стадиях после инсульта и в противном случае могут вызвать вторичные повреждения.
Программное обеспечение , разработанное исследователями из Имперского колледжа Лондона, Технического университета Мюнхена и Эдинбургского университета, решает две самые сложные проблемы в оценке пациентов с инсультом — определение времени начала инсульта и того, можно ли обратить ущерб. Было обнаружено, что программное обеспечение в два раза точнее текущего метода — визуальной оценки сканирования медицинским специалистом, который учитывает, насколько темной выглядит область инсульта на КТ-снимках мозга.
Инсульт происходит, когда кровоснабжение части мозга блокируется или уменьшается, что не позволяет мозговой ткани получать кислород и питательные вещества. Затем клетки мозга начинают быстро умирать.
С течением времени некоторые методы лечения становятся неэффективными или даже могут вызвать больше проблем. Однако выяснить, когда произошел инсульт, очень сложно. Некоторые инсульты могут начаться, когда пациент спит, и у некоторых пациентов могут возникнуть трудности с общением из-за симптомов инсульта.
Доктор Пол Бентли из отделения наук о мозге Имперского университета, который руководил исследованием, опубликованным в npj Digital Medicine , сказал: «В большинстве случаев инсультов, вызванных тромбом, если пациент находится в течение 4,5 часов с момента инсульта, он или она имеет право на как медикаментозное, так и хирургическое лечение».
«До шести часов пациент также может рассчитывать на хирургическое лечение, но после этого момента принятие решения о том, может ли такое лечение быть полезным, становится сложным, поскольку все больше случаев становятся необратимыми. Поэтому врачам важно знать как начальное время начала, так и то, можно ли обратить вспять инсульт».
Пациенты, поступающие в больницу с подозрением на инсульт, немедленно проходят КТ-сканирование мозга, которое врачи изучают, чтобы оценить, насколько темными являются пораженные области или поражения в мозге. Более темные поражения означают, что инсульт прогрессировал дальше. На основании этого они оценивают время, когда инсульт произошел в прошлом, и может ли он быть обратимым, и используют это для принятия решений о лечении.
Но поскольку все мозги уникальны, очень сложно точно предсказать, когда именно начался инсульт. Даже если врачи знают приблизительное хронологическое время начала, кровоток или структура кровеносных сосудов человека могут означать, что инсульт прогрессирует быстрее или медленнее, чем в среднем.
Алгоритм ИИ был разработан в партнерстве с профессором Даниэлем Рюкертом (Имперский колледж Лондона и Технический университет Мюнхена) и Эдинбургским университетом. Модель была обучена на наборе данных из 800 сканирований мозга, где было известно время инсульта. Помимо автоматического извлечения соответствующей области из сканирования мозга, алгоритм считывает и анализирует выявленные поражения, производя оценку времени.
Когда его протестировали на почти 2000 разных пациентов, исследователи обнаружили, что программное обеспечение ИИ было в два раза точнее, чем при использовании стандартного визуального метода. Они полагают, что это потому, что оно включает дополнительные характеристики из сканов, такие как текстура, и учитывает изменения в пределах поражения и фона. Оно было не только хорошо в оценке хронологического времени инсульта, но и биологического возраста поражений, под которым подразумевается, могут ли они быть обратимыми.
Доктор Бентли, который также является консультантом-неврологом в Imperial College Healthcare NHS Trust, где находится одно из восьми отделений острого инсульта в Лондоне, пояснил: «Наличие этой информации под рукой поможет врачам принимать экстренные решения о том, какое лечение следует проводить пациентам с инсультом. Наше программное обеспечение не только в два раза точнее в измерении времени, чем современные передовые методы, но и может быть полностью автоматизировано, как только инсульт станет виден на скане».
Ведущий автор, доктор Адам Маркус, сказал: «Мы оцениваем, что благодаря нашему методу можно будет лечить до 50% больше пациентов с инсультом надлежащим образом. Мы намерены внедрить наше программное обеспечение в NHS, возможно, путем интеграции с существующим аналитическим программным обеспечением на основе ИИ, которое уже используется в больничных трастах».