Skip to main content

Ангіографія головного мозку за допомогою ШІ

Аннет Біркхолд (Annette Birkhold) | Винахідник року Siemens | Новачок

Артеріовенозна мальформація (АВМ) — це судинне захворювання, що характеризується ненормальним з’єднанням артерій і вен, яке порушує кровотік і циркуляцію кисню. В ураженій ділянці тіла артерії та вени не розгалужуються на дрібні капіляри, як це відбувається у здорових людей; натомість вони зростаються, утворюючи складне судинне сплетіння. АВМ можуть виникати в будь-якій частині тіла, але особливо складними з медичної точки зору є ті, що розташовані в головному мозку. «Така мальформація в мозку може бути причиною різних неврологічних порушень або навіть крововиливу в мозок. Однак те, наскільки це небезпечно в окремих випадках, і як це найкраще лікувати, залежить від точної анатомії судинного сплетіння. Іноді можлива медикаментозна терапія, але іноді необхідна хірургічна операція: наприклад, коли сплетіння викликає настільки високе підвищення артеріального тиску в локальній ділянці, що судини можуть розірватися», — пояснює Аннет Біркхолд, винахідниця року 2024 у категорії «Новачок». «Мій винахід допомагає лікарям лікувати пацієнтів завдяки детальним 3D- та 4D-зображенням артерій і вен. Його також можна використовувати для діагностики та планування лікування пацієнтів з АВМ та іншими судинними захворюваннями».

Погляд у мозок

Жінка з коротким волоссям у білій сорочці та чорному жакеті стоїть біля білої стіни, м'яко посміхається та дивиться вліво.

Судини можна обстежити за допомогою ангіографії. Під час ангіографії головного мозку спочатку в пахову артерію вводять катетер, а потім під контролем рентгенівського зображення просувають його до судин шиї. Потім у кровотік вводять контрастну речовину (або барвник), яка заповнює судини та робить їх видимими на рентгенівських знімках. За допомогою процедури візуалізації, схожої на КТ, але з використанням ангіографічної системи, створюється детальне тривимірне зображення судин, заповнених контрастною речовиною.

«Анатомія АВМ може бути дуже складною. Часто її можна повністю візуалізувати лише тоді, коли контрастну речовину вводять послідовно в різні точки. А це можливо лише за допомогою кількох ангіографій», — пояснює Аннет. «Мій метод використовується для синхронізації даних зображень із кількох ангіографій і об’єднання їх у одну модель». Це створює детальне та вичерпне 3D-зображення всіх судин, охоплених АВМ, і 4D-відео, яке показує, як контрастна речовина рухається кровоносними судинами з плином часу.

Підтримка в процесі терапії

Такі 4D-зображення можуть стати в нагоді лікарям протягом усього процесу планування та проведення лікування. Під час планування для них особливо важливо розуміти, що відбувається в центрі АВМ — в її вогнищі. «4D-зображення дає змогу зосередитися на часовому проміжку, коли контрастна речовина проходить через вогнище, і відкинути все, що відбувається до або після цього», — каже Аннет. «Це дозволяє чітко визначити, які артерії знаходяться перед вогнищем, а які вени — за ним».

Якщо необхідна ендоваскулярна терапія — мінімально інвазивна процедура, що передбачає закриття судин вогнища — 4D-зображення допомагає заздалегідь визначити шлях через судини до вогнища. Під час процедури, коли катетер знову просувають до цільової ділянки та контролюють за допомогою безперервної 2D-рентгенографії, також можна відобразити 4D-зображення, яке надасть хірургу додаткову корисну інформацію.

Знімок екрана з візуалізацією даних у вигляді кольорових гістограм і кругових діаграм на темному тлі

Оцінка локального артеріального тиску за допомогою моделювання

Жінка з коротким волоссям у чорній сукні стоїть перед білою стіною та дивиться вліво.

«Ця детальна модель АВМ, так званий цифровий двійник, також дає змогу надавати більш ефективну допомогу за допомогою математичних методів. «Ми працюємо над моделями, які використовують штучний інтелект та моделювання кровотоку для оцінки артеріального тиску в судинах», — каже Аннет. «У майбутньому ми зможемо надавати ще більше інформації про те, де в АВМ можуть статися небезпечні розриви судин».