Skip to main content

Angiografija možganov z umetno inteligenco

Annette Birkhold | Izumitelji leta podjetja Siemens | Novinka

Arteriovenozna malformacija (AVM) je žilna bolezen, pri kateri so arterije in vene nepravilno povezane, kar moti pretok krvi in kroženje kisika. Na prizadetem delu telesa se arterije in vene ne razvejajo v drobne kapilare, kot je to značilno za zdrave ljudi; namesto tega se združijo v zapleteno žilno mrežo. AVM se lahko pojavijo po celem telesu, vendar so z medicinskega vidika še posebej zahtevne v možganih. „Takšna malformacija v možganih je lahko vzrok za različne nevrološke okvare ali celo možgansko krvavitev. Kako nevarna je v posameznih primerih in kako jo je najbolje zdraviti, pa je odvisno od natančne anatomije žilnega zapleta. Včasih je mogoče zdravljenje z zdravili, včasih pa je potrebna operacija: na primer, kadar zaplet povzroči tako visok lokalni krvni tlak, da lahko pride do pretrganja žil,“ pojasnjuje Annette Birkhold, izumiteljica leta 2024 v kategoriji novincev. »Moj izum pomaga zdravnikom pri zdravljenju pacientov s podrobnimi 3D- in 4D-slikami arterij in ven. Uporablja se lahko tudi pri diagnozi in načrtovanju zdravljenja pacientov z AVM ter pri drugih žilnih boleznih.«

Vpogled v možgane

Ženska s kratkimi lasmi v beli srajci in črni jakni se nežno smeji ob beli steni in gleda v levo.

Žile je mogoče pregledati z angiografijo. Pri angiografiji možganov se najprej vpodi kateter v dimeljsko arterijo, nato pa se ga pod rentgenskim nadzorom potisne do žil v vratu. Nato se v krvni obtok vbrizga kontrastno sredstvo (ali barvilo), ki napolni žile in jih naredi vidne na rentgenskih posnetkih. Z uporabo slikovnega postopka, podobnega CT, vendar z uporabo angiografskega sistema, se ustvari podrobna tridimenzionalna slika krvnih žil, napolnjenih s kontrastnim sredstvom.

„Anatomija AVM je lahko zelo zapletena. Pogosto jo je mogoče v celoti vizualizirati le, če se kontrastno sredstvo vbrizga na različne točke eno za drugo. To pa je mogoče le z več angiografijami,“ pojasnjuje Annette. »Moja metoda se uporablja za sinhronizacijo slikovnih podatkov iz več angiografij in njihovo združitev v en model.« Tako nastane podrobna in celovita 3D-predstavitev vseh krvnih žil, vključenih v AVM, ter 4D-video, ki prikazuje, kako se kontrastno sredstvo sčasoma giblje skozi žile.

Podpora pri terapiji

Te 4D-slike lahko zdravnikom pomagajo skozi celoten proces načrtovanja in izvajanja zdravljenja. Med načrtovanjem je zanje še posebej pomembno, da razumejo, kaj se dogaja v središču AVM, v nidusu. »4D-slika omogoča, da se osredotočimo na časovni interval, ko kontrastno sredstvo prehaja skozi nidus, in izključimo vse, kar se dogaja pred tem ali po tem,« pravi Annette. »Tako je jasno, katere arterije so pred nidusom in katere vene so za njim.

»Če je potrebna endovaskularna terapija – minimalno invazivni poseg, ki vključuje zaprtje žil nidusa –, 4D-slika pomaga vnaprej določiti pot skozi žile do nidusa. Med posegom, ko se kateter ponovno potisne v ciljno območje in se spremlja z neprekinjenim 2D-rentgenskim slikanjem, se lahko prikaže tudi 4D-slika in kirurgu zagotovi dodatno vodilo.

Posnetek zaslona z vizualizacijo podatkov v obliki barvnih stolpčnih in krožnih diagramov na temnem ozadju

Ocena lokalnega krvnega tlaka s simulacijo

Ženska s kratkimi lasmi stoji pred belo steno, oblečena v črno obleko in gleda v levo.

»Ta podrobni model AVM, tako imenovani digitalni dvojnik, ponuja tudi možnost za zagotavljanje večje podpore z uporabo matematičnih metod. »Razvijamo modele, ki z umetno inteligenco in simulacijo pretoka ocenjujejo krvni tlak v žilah,« pravi Annette. »V prihodnosti bomo lahko zagotovili še več informacij o tem, kje v AVM lahko pride do nevarnih pretrganj žil.«