Skip to main content

Ангиография мозга с помощью ИИ

Аннет Биркхолд | Изобретатели года Siemens | Новичок

Артериовенозная мальформация (АВМ) — это сосудистое заболевание неравномерно соединенных артерий и вен, при котором нарушается кровоток и циркуляция кислорода. В пораженной области тела артерии и вены не разветвляются в тонкие капилляры, как у здоровых людей; вместо этого они срастаются в сложный сосудистый клубок. АВМ могут возникать в любом участке тела, но особенно серьезной проблемой считаются поражения мозга. «Такая мальформация в мозге может вызывать различные неврологические нарушения или даже приводить к кровоизлиянию. Насколько она опасна в каждом конкретном случае и как ее лучше лечить, зависит от точной анатомии сосудистого клубка. Иногда возможно медикаментозное лечение, а иногда требуется хирургическое вмешательство — например, если клубок вызывает местное повышение давления до такой степени, что сосуды могут разорваться», — объясняет Аннет Биркхольд, «Изобретатель года 2024» в категории Newcomer. «Мое изобретение помогает врачам, лечащим пациентов, предоставляя детализированные 3D и 4D изображения артерий и вен. Оно может использоваться как для диагностики, так и для планирования лечения пациентов с АВМ, а также при других сосудистых заболеваниях».

Внутри мозга

Женщина с короткими волосами в белой рубашке и черной куртке на фоне белой стены смотрит влево с улыбкой на лице

Сосуды можно обследовать с помощью ангиографии. При ангиографии мозга сначала катетер вводят в бедренную артерию, а затем под рентгеновским контролем продвигают его к сосудам шеи. Затем контрастное вещество (или краситель) вводится в кровоток, заполняя сосуды, благодаря чему их видно на рентгеновских снимках. С помощью процедуры визуализации, аналогичной компьютерной томографии, но с использованием системы ангиографии, создается подробное трехмерное изображение заполненных контрастом сосудов.

«Анатомия АВМ может быть очень сложной. Часто увидеть ее целиком можно только при последовательном введении контрастного вещества в разные точки, а это требует проведения нескольких процедур ангиографии», — объясняет Аннет. «Мой метод позволяет синхронизировать данные изображений с нескольких процедур и объединить их в одну модель». В результате создается детализированное и полное 3D-изображение всех сосудов, задействованных в АВМ, а также 4D-видео, показывающее, как контрастное вещество перемещается по сосудам со временем.

Использование в лечении

Эти 4D-изображения могут сопровождать врачей на всех этапах планирования и проведения лечения. Особенно важно на этапе планирования понять, что происходит в центре АВМ — в самом клубке сосудов, или очаге. «4D-изображение позволяет сфокусироваться на временном диапазоне, когда контрастное вещество проходит через очаг, и блокировать все, что происходит до или после», — говорит Аннет. «Это позволяет понять, какие артерии находятся перед очагом, а какие — позади него».

Если необходима эндоваскулярная терапия (малоинвазивная процедура, предполагающая закрытие сосудов очага), 4D-изображение помогает заранее определить путь через сосуды к очагу. Во время процедуры, когда катетер снова вводится в целевую область и контролируется с помощью непрерывной двухмерной рентгеновской визуализации, также можно отобразить 4D-изображение, которое даст хирургу дополнительные рекомендации.

Скриншот визуализации данных с яркими столбчатыми и круговыми диаграммами на темном фоне

Оценка локального артериального давления с помощью моделирования

Женщина с короткими волосами стоит перед белой стеной в черном платье и смотрит в сторону.

«Эта подробная модель AVM, цифрового двойника, также дает возможность обеспечить дополнительную поддержку с помощью математических методов. «Мы работаем над моделями, использующими искусственный интеллект и моделирование потока для оценки артериального давления в сосудах», — говорит Аннет. «В будущем мы сможем предоставить еще больше информации о том, где могут произойти опасные разрывы сосудов при АВМ».