Использование ИИ для исследования активности мозга после черепно-мозговой травмы
Исследователи из Johns Hopkins Medicine выявили потенциальный альтернативный, менее инвазивный метод измерения внутричерепного давления (ВЧД) у пациентов. Исследование опубликовано в Computers in Biology and Medicine.
ВЧД может аномально повышаться из-за таких состояний, как острая черепно-мозговая травма, инсульт или обструкция спинномозговой жидкости, что приводит к таким симптомам, как головные боли, нечеткость зрения, рвота, изменения поведения и снижение сознания. Мониторинг ВЧД имеет решающее значение для пациентов из группы риска. Однако текущие стандартные методы, включая наружные желудочковые дренажи (EVD) и интрапаренхиматозные мозговые мониторы (IPM), являются высокоинвазивными и требуют сверления черепа для размещения устройств мониторинга в мозговой ткани.
ВЧД повсеместно признано критическим жизненным показателем. Существует настоятельная необходимость измерять и лечить ВЧД у пациентов с серьезными неврологическими расстройствами, однако текущий стандарт измерения ВЧД является инвазивным, рискованным и ресурсоемким.
В этом исследовании ученые изучают новый подход, использующий искусственный интеллект. Это может представлять собой жизнеспособный неинвазивный альтернативный метод оценки ВЧД.
Процедуры EVD несут в себе такие риски, как смещение катетера, инфекция и кровотечение, которые встречаются в 15,3%, 5,8% и 12,1% случаев соответственно. Кроме того, процедуры EVD и IPM требуют хирургической экспертизы и специального оборудования, которые не всегда доступны, что подчеркивает необходимость альтернативного метода мониторинга ВЧД.
Междисциплинарная группа в Медицинской школе Университета Джонса Хопкинса выдвинула гипотезу, что тяжелые травмы головного мозга и повышенное ВЧД связаны с патологическими изменениями в системной кардиоциркуляторной функции из-за нарушения регуляции центральной автономной нервной системы. Эта гипотеза предполагает, что экстракраниальные физиологические формы волн могут дать представление об активности мозга и тяжести ВЧД.
В своем исследовании команда исследовала взаимосвязь между формой волны ВЧД и тремя физиологическими формами волн, которые обычно регистрируются в отделении интенсивной терапии: инвазивное артериальное давление (АВД), фотоплетизмография (ФПГ) и электрокардиография (ЭКГ). Они использовали данные АВД, ФПГ и ЭКГ для обучения и тестирования различных алгоритмов глубокого обучения, достигая точности определения ВЧД, которая конкурирует с текущими методами или превосходит их.
Эти результаты предполагают новый, неинвазивный подход к мониторингу ВЧД у пациентов. При подтверждении, основанные на физиологии решения на основе ИИ, такие как использованные здесь, могут значительно расширить долю пациентов и медицинских учреждений, в которых можно осуществлять мониторинг и управление ВЧД.
Источник: Johns Hopkins Medicine