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Angiografia cerebral com IA

Annette Birkhold | Inventora do Ano da Siemens | Novata

Uma malformação arteriovenosa (MAV) é uma doença vascular de artérias e veias irregularmente conectadas, que interrompe o fluxo sanguíneo e a circulação de oxigênio. Na área afetada do corpo, as artérias e veias não se ramificam em capilares finos, como acontece em pessoas saudáveis; em vez disso, elas crescem juntas em um complexo emaranhado vascular. As AVMs podem ocorrer em todo o corpo, mas são especialmente desafiadoras do ponto de vista médico no cérebro. “Essa malformação no cérebro pode ser a causa de vários déficits neurológicos ou até mesmo de uma hemorragia cerebral. O quão perigoso é em casos individuais e a melhor forma de tratá-lo, no entanto, depende da anatomia exata do emaranhado vascular. Às vezes, a terapia medicamentosa é possível, mas às vezes a cirurgia é necessária: por exemplo, quando o emaranhado faz com que a pressão arterial suba tão alto localmente que os vasos podem se romper”, explica Annette Birkhold, inventora do ano de 2024 na categoria Novatos. “Minha invenção apóia o tratamento de pacientes pelos médicos com imagens detalhadas em 3D e 4D de artérias e veias. Também pode ser usado no diagnóstico e planejamento de tratamento para pacientes com MAV e para outras doenças vasculares.”

Dê uma olhada no cérebro

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Os vasos sanguíneos podem ser examinados por meio da angiografia. Em uma angiografia do cérebro, um cateter é inserido primeiro na artéria inguinal e, em seguida, sob a radiografia, é empurrado até os vasos do pescoço. Um agente de contraste (ou corante) é então injetado na corrente sanguínea, preenchendo os vasos e tornando-os visíveis sob os raios-x. Usando um procedimento de imagem semelhante à tomografia computadorizada, mas usando um sistema de angiografia, é criada uma imagem tridimensional detalhada dos vasos sanguíneos cheios de contraste.

“A anatomia de um AVM pode ser muito complexa. Muitas vezes, ele só pode ser visualizado em sua totalidade se o agente de contraste for injetado em pontos diferentes, um após o outro. E isso só é possível com várias angiografias”, explica Annette. “Meu método é usado para sincronizar os dados de imagem de várias angiografias e mesclá-los em um modelo.” Isso cria uma representação 3D detalhada e abrangente de todos os vasos sanguíneos envolvidos no AVM e um vídeo 4D que mostra como o agente de contraste se move pelos vasos ao longo do tempo.

Suporte terapêutico

Essas imagens 4D podem apoiar os médicos responsáveis pelo tratamento em todo o processo de planejamento e implementação do tratamento. Durante o planejamento, é especialmente importante que eles entendam o que está acontecendo no centro da AVM, o nidus. “A imagem 4D permite focar no intervalo de tempo em que o meio de contraste está passando pelo nidus e bloquear tudo o que acontece antes ou depois”, diz Annette. “Isso deixa claro quais artérias estão na frente do nidus e quais veias estão atrás dele.”

Se a terapia endovascular for necessária — um procedimento minimamente invasivo que envolve o fechamento dos vasos do nidus — a imagem 4D ajuda a determinar a rota através dos vasos até o nidus com antecedência. Durante o procedimento, quando o cateter é novamente empurrado para a região alvo e monitorado usando imagens contínuas de raios-X 2D, a imagem 4D também pode ser exibida e fornecer orientação adicional ao cirurgião.

Screenshot of data visualization with colorful bar graphs and pie charts on a dark background

Estimando a pressão arterial local com simulação

A woman with short hair is standing in front of a white wall, wearing a black dress and looking to the left.

“Esse modelo detalhado do AVM, um gêmeo digital, também oferece a oportunidade de fornecer mais suporte usando métodos matemáticos. “Estamos trabalhando em modelos que usam inteligência artificial e simulação de fluxo para estimar a pressão arterial nos vasos”, diz Annette. “Poderemos fornecer ainda mais informações no futuro sobre onde rupturas vasculares perigosas podem ocorrer em uma AVM.”