Рання діагностика серцево-судинних захворювань на основі штучного інтелекту

 

Група науковців з технологічного університету Граца розробили новий метод ранньої діагностики серцево-судинних захворювань на доклінічній стадії.

Програмне забезпечення з алгоритмами штучного інтелекту проводить аналіз електричного поля, й на основі отриманих даних проводиться діагностика й передбачення подальшого розвитку патології. Використання цієї технології дозволить підвищити точність діагностики й зменшити кількість інтервенційних процедур.

Серцево-судинні захворювання являються найпоширенішою причиною смертні у всьому світі. Патологія часто діагностується в гострій стадії, коли необхідно проводити негайне лікування.

 

В рамках проекту «Механізми, моделювання й симуляція аортальних захворювань» була розроблена нова технологія «Артеріоскоп» для діагностики серцево-судинних захворювань на ранніх стадіях. Вона ґрунтується на аналізі зміні електричного поля серця й судинної системи.

 

Один з розробників пояснює: «Ключовий принцип – будь-яке захворювання змінює функціонування всього механізму серцево-судинної системи, що, своєю чергою, веде до певних зміни зовнішнього електричного поля. Це перш за все стосується таких хвороб, як атеросклероз, розшарування аорти, аневризми, вади серцевих клапанів тощо».

 

Технологія базується на аналізі електричних, оптичних й біоінмендансних сигналів, які реєструються при ЕКГ чи смарт-годинниками з функціями ЕКГ, вимірювання тиску тощо. Отримані дані аналізуються програмним забезпеченням з алгоритмами штучного інтелекту, котрі виявляють зміни, що можуть бути симптомами серцево-судинних захворювань.

Для створення симуляційної моделі використовувалися реальні клінічні дані й показники серцево-судинної системи. По отриманим даним визначається ступінь жорсткості аорти, ранній симптом внутрішньої оболонки аорти. Точність діагностики склала понад 90%. Потім створюється електронний близнюк, що повністю моделює стан аорти, а далі - передбачується перебіг захворювання. 

   

Успіх дослідження пояснюється тісною співпрацею між фізиками й інженерами-електриками. Комбінація цих дисциплін дозволило виявити чіткий взаємозв’язок між механічним зміна в серцево-судинні системі та змінами в електричному полі.

Нова розробка дозволить розширити можливості терапевтичного лікування захворювань судин й серця, завдяки ранній діагностиці, та відстрочити чи навіть заміти інвазивні операції.

Науковці продовжують працювати над підвищенням точності симуляціної моделі й можливості використання технології «Артеріоскоп» в клінічній практиці.

 

По матеріалам medica-tradefair

Можливості радіоміки в діагностиці раку щитоподібної залози.

 

Рак щитоподібної залози займає від 1 до 3% у загальній структурі онкологічної патології, водночас - це одна з найпоширеніших пухлин ендокринної системи. При чому рівень захворювання постійно зростає через забрудненість навколишнього середовища й неправильний спосіб життя.

 

При ранній й точній діагностиці (рак 1-2 ступеня) й своєчасному лікуванні, показники виживання у 5-ти річний період складають близько 100%. Однак у майже половині випадків діагноз встановлюється на більш пізніх стадіях, тому залишається актуальною проблема своєчасної діагностики, як самої пухлини так і залучення прилеглих лімфатичних вузлів.

 

Діагноз ставиться на основі анамнезу, фізикального обстеження, УЗД щитоподібної залози й позитивного гістологічного зразка. І хоча ультразвукове обстеження являється найпоширенішим методом, він має свої обмеження.

 

Сучасні інноваційні технології, зокрема радіоміка, можуть кардинально змінити ситуацію в цій галузі, забезпечуючи точну діагностику вже при першому обстежені.

 

У науковій статі, опублікованій на онлайн ресурсі Academic Radiology, проводиться аналіз клінічних досліджень з використання радіоміки, її переваги й недоліки, перспективи застосування.

 

УЗД щитоподібної залози й радіоміка

 

Ультразвук широко використовується для діагностики раку щитоподібної залози завдяки візуалізації в режимі реального часу, доступності, відсутності іонізаційного навантаження.

 

Однак його чутливість, особливо при виявленні злоякісного процесу в лімфатичних вузлах у центральній ділянці шиї, є недостатньою, що призводить до додаткових травматичних обстежень - тонкоголкової аспіраційної біопсії тощо.

 

Ситуацію може виправити радіоміка, одним із напрямів діагностичної візуалізації, що поєднує в собі радіологію, математичне моделювання та програмне забезпечення з алгоритмами штучного інтелекту. Основним поняттям радіоміки являються біомаркери зображень, що вираховуються на основі аналізу текстури цифрових зображень.

 

Тобто радіоміка перетворює стандартні медичні зображення у багатовимірні дані, вирізняючи деталі, які недоступні для людського ока - текстуру й форму тканин тощо. Ці дані можна аналізувати за допомогою штучного інтелекту для трактування клінічних результатів.

 

Інтеграція технологій радіоміки з ультразвуковим обстеженням допоможе краще діагностувати рак щитоподібної залози й передбачити ймовірність ураження лімфатичних вузлів, зменшуючи потребу в інвазивних процедурах і покращуючи передопераційне планування. Однак аналіз клінічних даних показує, щоб ця технологія стала стандартним інструментом діагностики, потрібно розв'язати ряд проблем.
 

Радіоміка. Обмеження в застосуванні.

 

Однією з головних перепон для провадження радіоміки в клінічну практику являється відсутність стандартів в ультразвукових протоколах. Різні ультразвукові апарат, налаштування, протоколи видають зображення різної якості, що значно впливає на побудову коректних моделей. Крім того, регіон інтересу (ROI) на ультразвуковому зображенні часто обирається лікарем-сонологом, породжуючи велику варіативність.

 

Ще одна проблема полягає в складності самих радіомічних моделей. Технологія генерує багато інформації, яка може не мати клінічної цінності. Це може привести до того, що статистична модель буде працювати в лабораторних умовах, але при широкому клінічному застосуванні буде здавати збої.

Висновок

Інтеграція радіоміки з діагностичним ультразвуком має великі перспективи для підвищення точності виявлення раку щитоподібної залози та метастазів у лімфатичних вузлах, пропонуючи неінвазивну альтернативу традиційним методам діагностики. Однак технологія все ще перебуває на початковій стадії і має значні проблеми.

Але з огляду на триваючі дослідження та технологічний прогрес, радіоміка ймовірно скоро стане рутинним інструментом діагностики раку щитоподібної залози, покращуючи результати лікування і зменшуючи потребу в інвазивних процедурах.

По матеріалах healthmanagement.org

NanoEcho - точна діагностика раку прямої кишки

 

Магнітномоторна ультразвукова система NanoEcho дозволяє точно діагностувати поширення ракової пухлини на навколишні лімфатичні вузли, що дає можливість виробити індивідуальний терапевтичний план й зменшити рівень надмірного лікування пацієнтів з раком прямої кишки.

Рак прямої кишки займає 3 місце серед онкологічних колоректальних захворювань та 2 місце після раку молочних залоз у жінок й рак передміхурової залози у чоловіків. Щороку по всьому світу фіксується 600 тисяч нових випадків злоякісних новоутворень прямої кишки. І ці цифри будуть зростати через старіння населення й поширення малорухливого способу життя.

Раннє виявлення та точна діагностика патології являється ключовим фактором у лікуванні й збереженні якості життя. Особливо важливим при раку прямої кишки виявити поширеність злоякісного процесу на прилеглі лімфатичні вузли.

Для гарантованого видалення всіх злоякісних тканин, у більшості пацієнтів з раком прямої кишки на ранній стадії, проводять об'ємне хірургічне втручання з встановленням постійної стоми.

Але дослідження показують, що подібна операція необхідна лише в одному випадку з 10, оскільки рак не розповсюдився на прилеглі лімфатичні вузли й малоінвазивного втручання було б достатньо. На сьогодні не існує єдиного методу для реєстрації поширення раку прямої кишки.

Прилад NanoEcho розроблений для зменшення рівня надмірного хірургічного втручання, завдяки розрізненню здорової й патологічної тканини. Препарат з наночастинки на основі оксиду заліза вводять біля пухлини в якості контрастного агента. Оксид заліза гарно всмоктуються в лімфатичну систему, і по його поширенню можна відрізнити здорові й патологічні тканини. 

Потім ультразвуковий датчик з інтегрованим ротаційним магнітом вводиться у пряму кишку. Під дією магнітного поля наночастинки починають рухатися. За допомогою ультразвуку проводиться візуалізація руху в режимі реального часу. За кількістю накопичення наночасточок проводиться диференціальна діагностика.

Краща діагностика для пацієнта означає більш індивідуальний підхід в лікуванні, більшу ефективність й менший рівень побічних ефектів. Особливо це важливо для пацієнтів з раком прямої кишки 1-2 стадії. Цю групу легко виявити при профілактичних скринінгових програмах.

Прилад NanoEcho спеціально розроблений для зростаючих потреб сучасної медицини в точній діагностиці раку прямої кишки та його розповсюдження на лімфатичну систему.

Пацієнтам з цим онкологічним захворюванням поставлять правильний діагноз, проведуть оптимальне індивідуальне лікування, яке зекономить ресурси, зменшить фінансові витрати, підвищать якість життя пацієнтів.

Система NanoEcho складається зі спеціалізованого програмного забезпечення, ультразвукового сканера з датчиком, в який інтегрований магніт, та ін'єкційний розчин з наночастинками.

 Також розробники вважають, що застосування інноваційного приладу може не обмежитись діагностикою раку прямої кишки, технологія має великий потенціал в діагностиці раку простати, атеросклеротичних блішок тощо.

Система знаходить на стадії клінічного випробування, вихід на комерційний ринок планується у 2026 році.

По матеріалам: healthcare-in-europe.com 

Сайт виробника: nanoecho.se

УЗД пацієнтів з ожирінням. Переваги матричних датчиків

 

УЗД органів черевної порожнини являється головним діагностичним інструментом, який рекомендують використовувати при встановленні попереднього діагнозу. 

Порівняно з іншими методами візуалізації, такі як комп'ютерна томографія (КТ) та магнітно-резонансна томографія (МРТ), ультразвукове обстеження відносно дешеве, доступне, без іонізаційного навантаження, і його можна проводити в необмеженій кількості.

До недоліків цього метода відносять велику залежність від професіоналізму лікаря-сонолога, обмеженість в обстеженні деяких органів тощо. Також точність цього метода ставиться під сумнів при обстеженні пацієнтів з ожирінням через погіршення якості візуалізації.

У клінічному досліджені, що було проведено в медичному центрі Лейпцизького університету при підтримці Інституту дослідження метаболізму, ожиріння та судин імені Гельмгольца, вивчалася проблема  низької якості візуалізація при УЗД печінки й нирок у пацієнтів з надлишковою вагою й можливість покращення ситуації за допомогою сучасних технологій, зокрема монокристалічних матричних УЗД датчиків.

Результати дослідження були опубліковані в журналі Scientific Reports.

Ультразвукові матричні датчики мають покращені характеристики в передачі, приймання й обробці сигналу, що забезпечує більше проникнення в біологічні тканини, дозволяючи проводити діагностику з більшою точністю у пацієнтів, що входять у групу ризику. Ефективність матричних датчиків при обстежені пацієнтів з надлишковою вагою науково ще не було доведено.

Поточне наукове дослідження показує, що використання монокристалічний датчиків збільшує якість візуалізації й вірогідність обстеження.

У дослідженні брали участь 40 пацієнтів, що проходили УЗД обстеження органів черевної порожнини 3 різним датчиками: стандартним датчиком та 2 монокристалічними матричними датчиками. Печінку й праву нирку обстежували пацієнтам з різним ступенем ожиріння, а якість ультразвукової візуалізації вимірювали в балах.

Керівник проекту відмічає: "Отримані дані вказують, що медичні центри, що спеціалізуються на лікування пацієнтів з ожирінням, повинні оснащуватися ультразвуковими апаратами з матричними датчиками. Також слід зауважити, що не дивлячись на те, матричні датчики покращують візуалізації у цих пацієнтів, її якість далека від подібних обстежень у пацієнтів з нормальною вагою".

"Тому ожиріння залишається проблемою не лише як причина вторинних захворювань, включаючи метаболічні захворювання печінки, а й обмеження у виборі діагностичних методів".

 У наступному дослідженні планується дослідити ефективність матричних датчиків при використанні спеціалізованих технологій - вимірювання жорсткості тканин печінки (елестографія) й жирового переродження.

По матеріалах онлайн ресурсу healthcare-in-europe.com 

Ультразвуковий сканер Qbit 7

Ультразвуковий сканер Qbit 7 - стаціонарний ультразвуковий апарат для рутинних і спеціалізованих діагностичних досліджень.

Ультразвуковий сканер довів свою ефективність в гінекології, акушерстві, урології, кардіології та педіатрії, показав відмінні результати при дослідженні абдомінальних органів, м'язової системи, великих судин, поверхневих органів (щитоподібної залози, молочних залоз тощо).

Qbit 7 має сучасний ергономічний дизайн. Якість і контрастність зображення забезпечується інноваційними цифровими технологіями та поліпшеними алгоритмами обробки зображення. Апарат оснащується потужним програмним забезпеченням для проведення обчислень в різних клінічних областях, роботою з отриманою інформацією, архівацією і експортом результатів.

Сканер обладнаний матовим 19 дюймовим LCD монітором на рухомій консолі. Діапазон руху консолі становить 90 градусів. Це дає можливість легко керувати позицією монітора при різних клінічних дослідженнях, що веде до поліпшення діагностики та зменшення стомлюваності оператора.

Додаткова перевага - рухома клавіатура (діапазон руху 45 градусів) з регулюванням висоти. Підсвічування клавіатури Qbit 7 полегшує роботу з великими обсягами відео і тестової інформації при нормальному і пониженому освітленні. Для спрощення рутинної роботи USB порт вмонтований безпосередньо в клавіатуру.

Мобільність апарату забезпечується широкою чотирьох колісною підставкою з гальмівною системою. При транспортуванні монітор сканера переводиться в горизонтальне положення для більшої стійкості і запобігання пошкоджень. Завдяки вбудованому акумулятору ультразвуковий сканер може працювати в автономному режимі 1.5 години.

При розробці сканера Qbit 7 виробники врахували всі інновації та досягнення для спрощення і поліпшення робочого процесу. Чотири активних порти для датчиків дають можливість використовувати типи клінічних додатків для різних галузей медицини. Швидкий доступ, розумне розташування модулів управління і можливість збереження опцій дозволяє легко налаштовувати УЗД сканер.

В ультразвуковому апараті використовується ряд інноваційних технологій і алгоритмів по поліпшення якості і контрастності зображення, а також спеціалізовані ультразвукові режими:

• Q-beam. Технологія багатопроменевого сканування
• FHI. Технологія поліпшення якості візуалізації в залежності від регіону дослідження
• X-contrast. Технологія поліпшення контрастності в залежності від регіону дослідження
• Q-flow. Технологія автоматичного посилення колірного картування в допплеровских режимах
• THI. Режим тканинної гармоніки
• SRA. Алгоритм зниження зернистості
• MCI. Технологія складеної візуалізації
• i-Image. Патентована технологія автоматичної оптимізації зображення

Сканер Qbit 7 оснащений оптимальною системою управління інформацією про пацієнта та результатами досліджень - від спеціалізованих програмних пакетів з акушерства, урології та кардіології до автоматичного формування діагностичного висновку. Збереження і передача інформації здійснюється за допомогою USB-портів, порту DICOM 3.0 і DVD-RW.

Ультразвуковий апарат Qbit 7 - діагностична система нового покоління від компанії Chison