Skip to main content
Эта страница переведена автоматически. Перейти к английской версии?

Ангиография мозга с искусственным интеллектом

Аннет Биркхолд | Изобретатели года Siemens | Новичок

Артериовенозная мальформация (АВМ) — это сосудистое заболевание неравномерно соединенных артерий и вен, которое нарушает кровоток и циркуляцию 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 по всему телу, но с медицинской точки зрения они особенно опасны для мозга. «Такой порок развития мозга может быть причиной различных неврологических расстройств или даже кровоизлияния в мозг. Однако насколько это опасно в отдельных случаях и как его лучше лечить, зависит от точной анатомии сосудистого клубка. Иногда медикаментозное лечение возможно, но иногда требуется хирургическое вмешательство: например, когда из-за клубеньков артериальное давление на местном уровне повышается настолько, что сосуды могут разорваться», — объясняет Аннет Биркхолд, изобретатель 2024 года в категории «Новичок». «Мое изобретение помогает врачам лечить пациентов с помощью подробных трехмерных и четырехмерных изображений артерий и вен. Его также можно использовать при диагностике и планировании лечения пациентов с АВМ и других сосудистых заболеваний».

Взгляд в мозг

Woman with short hair in white shirt and black jacket smiling softly against white wall, gazing left.

Кровеносные сосуды можно исследовать с помощью ангиографии. При ангиографии головного мозга катетер сначала вводится в паховую артерию, а затем под рентгеновским снимком подталкивается к сосудам шеи. Затем контрастное вещество (или краситель) вводится в кровоток, заполняя сосуды и делая сосуды видимыми под рентгеновским излучением. С помощью процедуры визуализации, аналогичной компьютерной томографии, но с использованием системы ангиографии, создается подробное трехмерное изображение заполненных контрастом кровеносных сосудов.

«Анатомия AVM может быть очень сложной. Часто его можно полностью визуализировать только в том случае, если контрастное вещество вводится в разные точки одна за другой. И это возможно только с помощью нескольких ангиографий», — объясняет Аннет. «Мой метод используется для синхронизации данных изображений из нескольких ангиографий и объединения их в одну модель». Это создает подробное и исчерпывающее трехмерное представление всех кровеносных сосудов, участвующих в AVM, и 4D-видео, показывающее, как контрастное вещество перемещается по сосудам с течением времени.

Терапевтическая поддержка

Эти 4D-изображения могут помочь лечащим врачам на протяжении всего процесса планирования и проведения лечения. Во время планирования им особенно важно понимать, что происходит в центре AVM, 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.

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

Оценка местного артериального давления с помощью моделирования

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

«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».