Cercetatorii de la University of Florida au dezvoltat un instrument bazat pe inteligenta artificiala care poate distinge intre boala Alzheimer si dementa cu corpi Lewy, doua afectiuni adesea confundate in practica medicala. Sistemul, prezentat intr-un studiu publicat recent in revista Neurology, foloseste imagini cerebrale si algoritmi avansati pentru a identifica tipare specifice fiecarei boli.
Numarul cazurilor de Alzheimer si al altor forme de dementa este estimat sa se dubleze pana in 2060, ceea ce creste presiunea asupra sistemelor medicale si nevoia unor metode de diagnostic mai precise, scrie News.ro. Diferentierea corecta a bolilor este importanta deoarece simptomele pot fi asemanatoare, insa tratamentele si evolutia clinica nu sunt identice.
Un sistem care combina RMN-ul cu inteligenta artificiala
Instrumentul poarta numele Automated Imaging Differentiation for Dementia, prescurtat AIDD. Acesta analizeaza scanari cerebrale realizate printr-o tehnica specializata de imagistica prin rezonanta magnetica si cauta modificari subtile asociate degenerarii tesutului nervos.
Rezultatele studiului arata ca sistemul a reusit sa diferentieze cele doua afectiuni cu o acuratete aproape perfecta. Performanta sugereaza ca metoda ar putea deveni, in viitor, un sprijin important pentru medici, mai ales in cazurile in care evaluarea clinica nu ofera un raspuns clar.
David Vaillancourt, profesor emerit in cadrul Departamentului de Fiziologie Aplicata si Kinetologie al University of Florida, a explicat ca folosirea inteligentei artificiale impreuna cu tehnologiile moderne de imagistica poate evidentia tipare de degenerare cerebrala greu de observat prin metode obisnuite.
Instrumentul nu inlocuieste insa evaluarea medicala. Rolul sau ar fi sa adauge o informatie obiectiva in procesul de diagnostic, alaturi de istoricul pacientului, examinarea clinica, testele cognitive si celelalte investigatii disponibile.
De ce sunt confundate Alzheimer si dementa cu corpi Lewy
Boala Alzheimer este asociata in principal cu deteriorarea progresiva a memoriei. In cazul dementei cu corpi Lewy, debutul poate include mai frecvent probleme de atentie, modificari ale starii de vigilenta si dificultati de miscare.
In practica, simptomele se pot suprapune, iar diferentele nu sunt intotdeauna evidente in fazele timpurii. Cercetatorii estimeaza ca pana la 50% dintre pacientii cu dementa cu corpi Lewy primesc initial un diagnostic gresit de Alzheimer.
Aceasta confuzie nu este lipsita de consecinte. Cele doua afectiuni necesita abordari terapeutice diferite, iar unele tratamente pot agrava problemele cognitive sau motorii atunci cand sunt administrate unui pacient cu un diagnostic incorect.
In prezent, nu exista un singur test care sa confirme cu certitudine una dintre aceste forme de dementa. Medicii trebuie sa combine simptomele observate, testele cognitive, investigatiile imagistice si evolutia pacientului pentru a ajunge la o concluzie.
Modelul a fost antrenat pe sute de scanari cerebrale
Pentru dezvoltarea AIDD, echipa de cercetare a analizat 519 scanari cerebrale provenite de la persoane diagnosticate cu Alzheimer, pacienti cu dementa cu corpi Lewy si participanti fara afectiuni neurologice, inclusi intr-un grup de control.
Datele au fost colectate intre ianuarie 2007 si martie 2022 din mai multe centre de cercetare. Din total, 387 de scanari au fost utilizate pentru antrenarea si testarea algoritmului, cate 129 pentru fiecare dintre cele trei grupuri.
Aproximativ 80% dintre imagini au fost folosite pentru instruirea modelului, iar restul de 20% pentru verificarea performantei. Aceasta separare este importanta deoarece permite evaluarea sistemului pe date pe care algoritmul nu le-a analizat in etapa de invatare.
Angelos Barmpoutis, profesor la Digital Worlds Institute din cadrul College of the Arts al University of Florida, a precizat ca echipa a efectuat experimente ample de validare. Au fost folosite imagini obtinute cu aparate diferite si in mai multe centre, pentru a testa daca rezultatele raman stabile in conditii variate.
Inteligenta artificiala urmareste miscarea lichidului din creier
Scanarile utilizate in studiu masoara cantitatea de lichid suplimentar prezenta in tesutul cerebral. Acest indicator poate fi asociat cu afectarea si inflamatia celulelor nervoase.
Algoritmul nu se limiteaza la o simpla analiza vizuala a imaginilor. El examineaza tipare fine ale miscarii lichidului in creier si cauta diferente care pot indica mai precis una dintre cele doua boli.
Aceasta abordare permite detectarea unor modificari care pot fi prea discrete pentru a fi observate prin evaluarea standard a unei scanari. In mai multe comparatii, sistemul a mentinut performante ridicate, ceea ce a incurajat echipa sa il testeze si pe cazuri confirmate dupa deces.
Toate cele 13 cazuri confirmate prin autopsie au fost identificate corect
Pentru o verificare suplimentara, cercetatorii au folosit un grup separat format din 13 pacienti ale caror diagnostice fusesera confirmate prin autopsie. AIDD a identificat corect toate cele 13 cazuri.
Rezultatul este important deoarece diagnosticul post-mortem ofera un nivel ridicat de certitudine. Totusi, numarul redus de cazuri arata ca sunt necesare studii suplimentare, realizate pe grupuri mai mari si mai diverse, inainte ca instrumentul sa poata fi introdNpus pe scara larga in spitale.
Cercetatorii considera ca dezvoltarea unor biomarkeri de precizie ar putea imbunatati atat diagnosticul, cat si alegerea tratamentului. In cazul dementei, un raspuns corect obtinut mai devreme poate ajuta medicii si familiile sa planifice mai bine ingrijirea si sa evite terapiile nepotrivite.
AIDD reprezinta astfel un pas promitator spre o medicina mai precisa, in care inteligenta artificiala nu ia locul specialistului, ci il ajuta sa interpreteze mai bine informatiile complexe oferite de creier.
