Skip to main content

Angiografie mozku pomocí AI

Annette Birkhold | Vynálezci roku Siemens | Nováček

Arteriovenózní malformace (AVM) je cévní onemocnění nepravidelně propojených tepen a žil, které narušuje průtok krve a cirkulaci kyslíku. V postižené oblasti těla se tepny a žíly nevětví do jemných kapilár, jako je tomu u zdravých lidí. Místo toho srůstají do komplexní cévního spleti. AVM se může vyskytovat v celém těle, ale z lékařského hlediska představuje obzvláště problém při výskytu v oblasti mozku. „Malformace v mozku může být příčinou různých neurologických deficitů nebo dokonce mozkového krvácení. To, jak nebezpečná je v jednotlivých případech a jak se nejlépe léčí, však závisí na přesné anatomii cévní spleti. Někdy je možná farmakologická léčba, ale někdy je nutný chirurgický zákrok: například když spleť způsobí lokální zvýšení krevního tlaku do takové míry, že by cévy mohly prasknout,“ vysvětluje Annette Birkhold, vynálezkyně roku 2024 v kategorii Nováček. „Můj vynález pomáhá lékařům léčit pacienty pomocí detailních 3D a 4D snímků tepen a žil. Lze jej také využít při diagnostice a plánování léčby pacientů s AVM a dalších cévních onemocnění.“

Pohled do mozku

Žena s krátkými vlasy v bílé košili a černé bundě se tiše usmívá před bílou stěnou, hledí doleva.

Krevní cévy lze vyšetřit pomocí angiografie. Při angiografii mozku se nejprve zavede katétr do tříselné tepny a poté se pod rentgenovým snímkem zavede do cév v krku. Do krevního oběhu se poté vstříkne kontrastní látka (nebo barvivo), která cévy naplní a zviditelní je pod rentgenovým zářením. Pomocí zobrazovací techniky podobné CT vyšetření, ale s použitím angiografického systému, se vytvoří detailní trojrozměrný snímek kontrastní látky naplněných cév.

„Anatomie AVM může být velmi složitá. Často jej lze vizualizovat jako celek, pouze pokud je kontrastní látka vstříknuta v různých bodech jeden po druhém. A to je možné pouze u několika angiografií, „vysvětluje Annette. „Moje metoda se používá k synchronizaci obrazových dat z několika angiografií a jejich sloučení do jednoho modelu.“ Tím se vytvoří detailní a komplexní 3D zobrazení všech cév, které tvoří AVM, a 4D video, které ukazuje, jak se kontrastní látka v průběhu času pohybuje cévami.

Podpora léčby

Tyto 4D snímky mohou ošetřujícím lékařům pomoci v celém procesu plánování a implementace léčby. Během plánování je pro ně obzvláště důležité pochopit, co se děje v centru AVM, tedy v nidusu. „4D snímek umožňuje zaměřit se na časové rozmezí, kdy kontrastní látka prochází nidusem, a blokovat vše, co se děje před nebo po,“ říká Annette. „Díky tomu je jasné, které tepny jsou před nidusem a které žíly za ním.“

Pokud je nutný endovaskulární zákrok (minimálně invazivní postup), který zahrnuje uzavření cév nidusu – 4D snímek pomáhá předem určit cestu přes cévy k nidusu. Během zákroku, kdy je katétr opět zatlačen do cílové oblasti a monitorován pomocí kontinuálního 2D rentgenového zobrazování, lze také zobrazit 4D snímek a zajistit další navádění chirurgů.

Snímek obrazovky vizualizace dat s barevnými sloupcovými grafy a koláčovými grafy na tmavém pozadí

Odhad lokálního krevního tlaku pomocí simulace

Žena s krátkými vlasy stojí před bílou stěnou, na sobě má černé šaty a dívá se doleva.

„Tento podrobný model AVM, digitální dvojče, také nabízí možnost poskytnout větší podporu pomocí matematických metod. „Pracujeme na modelech, které využívají umělou inteligenci a simulaci toku k odhadu krevního tlaku v cévách,“ říká Annette. „V budoucnu budeme schopni poskytnout ještě více informací o tom, kde může v AVM dojít k nebezpečným cévním rupturám.“