Umelá inteligencia odhadne riziko zlomenín u onkologických pacientov
Kostné metastázy sú u onkologických pacientov častou komplikáciou, ktorá zhoršuje prognózu aj kvalitu života. Štúdia vedcov z Ohio State University však ukázala, že pravdepodobnosť vzniku zlomenín chrbtice je možné s pomocou umelej inteligencie úspešne predikovať.
Metastatické postihnutie chrbtice postihuje na základe dát z USA zhruba každého desiateho pacienta s onkologickou diagnózou. Pacienti so spinálnymi metastázami trpia silnými bolesťami a sú ohrození postupnou deštrukciou stavcov, ktorá môže vyústiť až do patologickej zlomeniny. I keď sa predpokladá, že pre vznik zlomeniny je nutná nejaká biomechanická záťaž, nie je doteraz celkom jasné, aká záťaž vedie k zlomenine nádorovo postihnutého stavca.
Predikcia fraktúr ako prevencia úmrtia
„Zlomenina chrbtice zvyšuje riziko úmrtia pacienta asi o 15 %,“ vysvetľuje Soheil Soghrati, spoluautor štúdie a docent v odbore strojného inžinierstva. Predvídanie zlomenín a lepšie pochopenie procesov, ako k nim dochádza, umožní podľa Soghratiho rozvoj efektívnejších liečebných terapií predovšetkým v chirurgickej oblasti.
Jeho vedecký tím vytvoril pomocou výpočtových modelov vizuálnu rekonštrukciu stavcov a pri následnej počítačovej simulácii hodnotil riziko vzniku fraktúr chrbtice u pacienta so spinálnymi metastázami. Výsledky tejto štúdie teraz publikoval časopis International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering.
Digitálne dvojča stavca
Na vizuálnu rekonštrukciu stavca využili vedci systém umelej inteligencie vo forme frameworku s názvom ReconGAN, ktorý vytvoril digitálne dvojča stavca. Digitálne dvojča je presným virtuálnym modelom skutočného objektu, na rozdiel od 3D tlače, kde je virtuálny model premenený na fyzický objekt.
ReconGAN bol trénovaný na MRI a mikro-CT snímkach stavcov získaných z kadaverickej vzorky 51-ročnej pacientky s nádorom na pľúcach a metastázami v chrbtici. ReconGAN vedcom poskytol realistické modely chrbtice s mikroštruktúrnymi detailmi, ktoré potom vedci použili na simulovanie morfologických zmien stavca v čase a jeho správania pri zaťažení kompresiou a flexiou.
I keď sa preukázalo možné využitie konceptu digitálneho dvojčaťa na predikciu rizika vzniku fraktúr stavcov u pacientov so spinálnymi metastázami, sami autori štúdie pripúšťajú potrebu robustnejších dát.
(svat)
Zdroj: Using AI to Predict Bone Fractures in Cancer Patients. 6. 5. 2022. Digital Health News. Dostupné na https://www.digitalhealthnews.eu/index.php?option=com_content&view=article&id=6694:using-ai-to-predict-bone-fractures-in-cancer-patients&catid=91:events.
Foto: Pexels.com
