Skip to main content

Mozgová angiografia s AI

Annette Birkhold | Vynálezcovia roka spoločnosti Siemens | Nováčik

Arteriovenózna malformácia (AVM) je cievne ochorenie charakterizované nepravidelným prepojením tepien a žíl, ktoré narúša prietok krvi a cirkuláciu kyslíka. V postihnutej časti tela sa tepny a žily nerozvetvujú do jemných kapilár tak, ako u zdravých ľudí; namiesto toho sa spájajú do komplexného spletenia ciev. AVM sa môžu vyskytovať v celom tele, no mimoriadne náročné z medicínskeho hľadiska sú najmä v mozgu. „Takáto malformácia v mozgu môže byť príčinou rôznych neurologických deficitov alebo dokonca mozgového krvácania. Aká nebezpečná je v jednotlivých prípadoch a aká liečba je najvhodnejšia však závisí od presnej anatómie cievneho spletenia. Niekedy je možná liečba liekmi, no niekedy je potrebná operácia: napríklad vtedy keď spletenie spôsobí lokálne zvýšenie krvného tlaku natoľko že môžu cievy prasknúť,“ vysvetľuje Annette Birkhold, nositeľka ocenenia Inventor of the Year 2024 v kategórii Newcomer. „Môj vynález podporuje lekárov pri liečbe pacientov prostredníctvom detailných 3D a 4D snímok tepien a žíl. Môže sa používať aj pri diagnostike a plánovaní liečby pacientov s AVM a pri ďalších cievnych ochoreniach.“

Pohľad do mozgu

Žena s krátkymi vlasmi v bielej košeli a čiernom saku sa jemne usmieva pred bielou stenou a pozerá sa doľava.

Krvné cievy možno vyšetriť pomocou angiografie. Pri angiografii mozgu sa najprv zavedie katéter do inguinálnej tepny a následne sa pod röntgenovým zobrazovaním posúva až k cievam v oblasti krku. Potom sa do krvného obehu vstrekne kontrastná látka (farbivo), ktorá naplní cievy a umožní ich zobrazenie na röntgenových snímkach. Pomocou zobrazovacieho postupu podobného CT, no s využitím angiografického systému, sa následne vytvorí detailný trojrozmerný obraz krvných ciev naplnených kontrastnou látkou.

„Anatómia AVM môže byť veľmi komplexná. Často ju možno zobraziť v celom rozsahu iba vtedy keď sa kontrastná látka vstrekne postupne na rôznych miestach. A to je možné len pomocou viacerých angiografií,“ vysvetľuje Annette. „Moja metóda slúži na synchronizáciu obrazových údajov z viacerých angiografií a ich zlúčenie do jedného modelu.“ Tým vzniká detailné a komplexné 3D zobrazenie všetkých krvných ciev zapojených do AVM a zároveň 4D video, ktoré ukazuje ako sa kontrastná látka v priebehu času pohybuje cez cievy.

Podpora terapie

Tieto 4D snímky môžu podporovať ošetrujúcich lekárov počas celého procesu plánovania a realizácie liečby. Počas plánovania je pre nich obzvlášť dôležité porozumieť tomu čo sa deje v centre AVM – v niduse. „4D obraz umožňuje zamerať sa na časový interval keď kontrastná látka prechádza cez nidus a vylúčiť všetko čo sa deje predtým alebo potom,“ hovorí Annette. „Vďaka tomu je jasné ktoré tepny sa nachádzajú pred nidusom a ktoré žily za ním.“

Ak je potrebná endovaskulárna terapia – minimálne invazívny zákrok ktorý zahŕňa uzatvorenie ciev nidusu – 4D obraz pomáha vopred určiť trasu cez cievy k nidusu. Počas zákroku keď sa katéter opäť posúva do cieľovej oblasti a sleduje sa pomocou kontinuálneho 2D röntgenového zobrazovania môže byť 4D obraz zároveň zobrazený a poskytnúť chirurgovi dodatočné navigačné usmernenie.

Snímka obrazovky vizualizácie údajov s farebnými stĺpcovými grafmi a koláčovými diagramami na tmavom pozadí

Odhad lokálneho krvného tlaku pomocou simulácie

Žena s krátkymi vlasmi stojí pred bielou stenou, má na sebe čierne šaty a pozerá sa doľava.

„Tento detailný model AVM, digitálne dvojča, ponúka aj možnosť poskytnúť ďalšiu podporu pomocou matematických metód. „Pracujeme na modeloch ktoré využívajú umelú inteligenciu a simuláciu prúdenia na odhad krvného tlaku v cievach,“ hovorí Annette. „V budúcnosti budeme môcť poskytnúť ešte viac informácií o tom kde môže pri AVM dôjsť k nebezpečnému prasknutiu ciev.“