Новая компьютерная программа может помочь врачам предсказать, у каких пациентов могут возникнуть потенциально смертельные побочные эффекты от ключевого лечения инсульта.
Программа, которая оценивает сканирование мозга с использованием программного обеспечения для распознавания образов, аналогичного тому, которое используется в службах безопасности аэропортов и паспортного контроля, была разработана исследователями Имперского колледжа Лондона. Результаты пилотного исследования, финансируемого Wellcome Trust, в котором использовалось программное обеспечение, опубликованы в журнале Neuroimage Clinical.
От инсульта ежегодно страдает более 15 миллионов человек во всем мире. Наиболее распространены ишемические инсульты, которые возникают, когда небольшие сгустки нарушают кровоснабжение головного мозга. Наиболее эффективным методом лечения является внутривенный тромболизис, при котором в кровеносные сосуды вводится химическое вещество, которое разрушает или «разрушает» сгустки, позволяя крови снова течь.
Однако, поскольку внутривенный томболизис эффективно разжижает кровь, он может вызывать вредные побочные эффекты примерно у шести процентов пациентов, страдающих кровотечением внутри черепа. Это часто усугубляет инвалидность и может привести к смерти.
Клиницисты пытаются идентифицировать пациентов с наибольшим риском кровотечения на основе нескольких признаков, оцениваемых при сканировании головного мозга. Однако эти признаки часто могут быть очень незаметными, и человеческие суждения об их наличии и серьезности, как правило, не являются точными и надежными.
В новом исследовании ученые обучили компьютерную программу распознавать на снимках мозга закономерности, которые представляют такие признаки, как истончение мозга или диффузное сужение мелких сосудов, чтобы предсказать вероятность кровотечения. Затем они сравнили программное обеспечение для автоматического распознавания образов с оценками сканированных изображений радиологами. Компьютерная программа предсказала возникновение кровотечения с точностью 74% по сравнению с 63% при стандартном прогностическом подходе.
Доктор Пол Бентли из Департамента медицины, ведущий автор исследования, сказал: "Для каждого пациента, которого посещают врачи, они должны взвесить, перевесит ли польза от лечения риски побочных эффектов. Внутривенный тромболизис сопряжен с риском очень серьезных побочных эффектов для небольшой части пациентов, поэтому крайне важно иметь максимально точную информацию, на которой основываются наши решения. Наше новое исследование является пилотным, но оно предполагает, что в конечном итоге врачи смогут использовать наше программное обеспечение для распознавания образов наряду с существующими методами, чтобы более точно определять, кто подвергается наибольшему риску, и лечить их соответствующим образом. Сейчас мы планируем провести гораздо более масштабное исследование, чтобы более полно оценить его потенциал."
Исследовательская группа провела ретроспективный анализ результатов компьютерной томографии (КТ) 116 пациентов. Это сканирование, в котором для создания виртуальных срезов мозга используются рентгеновские лучи. Все пациенты перенесли ишемический инсульт и перенесли внутривенный тромболизис в больнице Чаринг-Кросс. В выборку исследователи включили снимки 16 пациентов, у которых впоследствии развилось серьезное мозговое кровотечение.
Не зная результатов лечения, три независимых эксперта изучили снимки и использовали стандартные прогностические инструменты, чтобы предсказать, разовьется ли у пациентов кровотечение после лечения.
Параллельно компьютерная программа непосредственно оценивала и классифицировала образцы сканирования мозга для создания собственных прогнозов.
Исследователи оценили эффективность обоих подходов, сравнив свои прогнозы кровотечения с реальным опытом пациентов.
Используя статистический тест, исследование показало, что компьютерная программа предсказывала возникновение кровотечения с точностью 74% по сравнению с 63% при стандартном прогностическом подходе.
Исследователи также дали компьютеру серию «парадов личности», попросив программное обеспечение выбрать, у какого пациента из десяти сканирований продолжалось кровотечение. Компьютер правильно идентифицировал пациента в 56% случаев, в то время как стандартный подход был правильным в 31% случаев.
Исследователи стремятся изучить, можно ли использовать их программное обеспечение для выявления пациентов с инсультом, которым может помочь внутривенный тромболизис, которым в настоящее время не предлагается это лечение. В настоящее время только около 20 процентов пациентов с инсультом лечатся с помощью внутривенного тромболизиса, поскольку врачи обычно исключают пациентов с особенно тяжелыми инсультами или пациентов, перенесших инсульт более чем за четыре с половиной часа до прибытия в больницу. Исследователи считают, что их программное обеспечение может помочь врачам определить, какие из этих пациентов имеют низкий риск возникновения побочных эффектов и, следовательно, могут получить пользу от лечения.