Skip to main content

Smadzeņu angiogrāfija ar mākslīgo intelektu (AI)

Anete Birkholda | Siemens gada izgudrotāji | Jaunpienācējs

Arteriovenoza malformācija (AVM) ir neregulāri savienotu artēriju un vēnu asinsvadu slimība, kas traucē asinsriti un skābekļa cirkulāciju. Skartajā ķermeņa zonā artērijas un vēnas nesazarojas smalkos kapilāros, kā tas notiek veseliem cilvēkiem; tā vietā tās aug kopā sarežģītā asinsvadu juklī. AVM var rasties visā ķermenī, taču smadzenēs tie ir īpaši medicīniski sarežģīti. “Šāda smadzeņu anomālija var būt dažādu neiroloģisku deficītu vai pat smadzeņu asiņošanas cēlonis. Tomēr tas, cik bīstami tas ir atsevišķos gadījumos un kā to vislabāk ārstēt, ir atkarīgs no asinsvadu sapīšanās precīzas anatomijas. Dažreiz zāļu terapija ir iespējama, bet dažreiz ir nepieciešama operācija: piemēram, kad šis asinsvadu pinums lokāli paaugstina asinspiedienu līdz līmenim, kas var izraisīt asinsvadu plīsumu” skaidro Anete Birkholda, 2024. gada izgudrotāja jaunpienācēju kategorijā. “Mans izgudrojums atbalsta ārstu ārstētos pacientus ar detalizētiem artēriju un vēnu 3D un 4D attēliem. To var izmantot arī diagnostikā un ārstēšanas plānošanā AVM pacientiem un citām asinsvadu slimībām.”

Ieskats smadzenēs

Sieviete ar īsiem matiem baltā kreklā un melnā jakā maigi smaida pret baltu sienu, skatoties pa kreisi.

Asinsvadus var izmeklēt ar angiogrāfijas palīdzību. Smadzeņu angiogrāfijā katetru vispirms ievieto cirkšņa artērijā un pēc tam rentgena attēlveidošanas laikā virza uz augšu līdz kakla asinsvadiem. Pēc tam asinsritē injicē kontrastvielu (vai krāsvielu), piepildot asinsvadus un padarot tos redzamus rentgena staros. Izmantojot attēlveidošanas procedūru, kas ir līdzīga datortomogrāfijai, bet izmantojot angiogrāfijas sistēmu, tiek izveidots detalizēts ar kontrastvielu piepildīto asinsvadu trīsdimensiju attēls.

“AVM anatomija var būt ļoti sarežģīta. Bieži vien to var vizualizēt kopumā tikai tad, ja kontrastvielu injicē dažādos punktos vienu pēc otra. Un tas ir iespējams tikai ar vairākām angiogrāfijām,” skaidro Anete. “Mana metode tiek izmantota, lai sinhronizētu attēla datus no vairākām angiogrāfijām un apvienotu tos vienā modelī.” Tas rada detalizētu un visaptverošu visu AVM iesaistīto asinsvadu 3D attēlojumu un 4D video, kas parāda, kā kontrastviela laika gaitā pārvietojas pa asinsvadiem.

Terapijas atbalsts

Šie 4D attēli var atbalstīt ārstējošus ārstus visā ārstēšanas plānošanas un ieviešanas procesā. Plānošanas laikā viņiem ir īpaši svarīgi saprast, kas notiek AVM centrā, proti, perēklī. “4D attēls ļauj koncentrēties uz laika diapazonu, kad kontrastviela iet caur perēklim, un bloķēt visu, kas notiek pirms vai pēc,” saka Anete. “Tas skaidri parāda, kuras artērijas atrodas perēklī priekšā un kuras vēnas atrodas aiz tā.”

Ja nepieciešama endovaskulāra terapija – minimāli invazīva procedūra, kuras laikā tiek slēgti perēkļa asinsvadi – 4D attēls palīdz iepriekš noteikt ceļu caur asinsvadiem līdz perēklim. Procedūras laikā, kad katetru atkal ievieto mērķa zonā un uzrauga, izmantojot nepārtrauktu 2D rentgena attēlveidošanu, var attēlot arī 4D attēlu, sniedzot ķirurgam papildu norādījumus.

Datu vizualizācijas ekrānuzņēmums ar krāsainiem joslu grafikiem un slīpdiagrammām uz tumša fona

Vietējā asinsspiediena novērtēšana ar simulāciju

Sieviete ar īsiem matiem stāv baltas sienas priekšā, valkā melnu kleitu un skatās pa kreisi.

“Šis detalizētais AVM, Digital Twin, modelis piedāvā arī iespēju sniegt lielāku atbalstu, izmantojot matemātiskās metodes. “Mēs strādājam pie modeļiem, kas izmanto mākslīgo intelektu un plūsmas simulāciju, lai novērtētu asinsspiedienu asinsvados,” saka Anete. “Nākotnē mēs varēsim sniegt vēl vairāk informācijas par to, kur AVM var rasties bīstami asinsvadu plīsumi.”