Искусственный интеллект подсказывает нейрохирургам
29/06/2023
Ученые разработали инструмент искусственного интеллекта, который может быстро расшифровывать ДНК опухоли головного мозга для определения ее молекулярной идентичности во время операции — критически важная информация, которая при нынешнем подходе может занять от нескольких дней до нескольких недель.
Удаление слишком большого количества опухоли, когда опухоль менее агрессивна, может повлиять на неврологические и когнитивные функции пациента. Аналогично, удаление слишком малого количества опухоли, когда опухоль очень агрессивна, может оставить после себя злокачественную ткань, которая может быстро расти и распространяться.
Используемый сейчас стандартный интраоперационный диагностический подход включает взятие ткани головного мозга, ее замораживание и исследование под микроскопом. Основным недостатком является то, что замораживание ткани приводит к изменению внешнего вида клеток под микроскопом и может повлиять на точность клинической оценки. Более того, человеческий глаз, даже при использовании мощных микроскопов, не может надежно обнаружить тонкие изменения генома на предметном стекле.
Инструмент, называемый CHARM (Cryosection Histopathology Assessment and Review Machine), свободно доступен другим исследователям. По словам исследовательской группы, он все еще должен быть клинически подтвержден путем тестирования в реальных условиях и одобрен FDA перед внедрением в больницы.
CHARM был разработан с использованием 2334 образцов опухоли головного мозга, взятых у 1524 человек с глиомой из трех разных групп пациентов. При тестировании на невиданном ранее наборе образцов головного мозга инструмент с точностью 93% выделил опухоли со специфическими молекулярными мутациями и успешно классифицировал три основных типа глиом с отчетливыми молекулярными особенностями, которые дают разные прогнозы и по-разному реагируют на лечение.
Последние достижения в области геномики позволили патологам различать молекулярные сигнатуры — и поведение, которое такие сигнатуры предвещают — при различных типах рака головного мозга, а также при определенных типах рака головного мозга. Например, глиома — наиболее агрессивная опухоль головного мозга и наиболее распространенная форма рака головного мозга — имеет три основных подварианта, которые несут разные молекулярные маркеры и имеют разную склонность к росту и распространению.
Способность нового инструмента ускорять молекулярную диагностику может быть особенно ценной в областях с ограниченным доступом к технологиям для выполнения быстрого генетического секвенирования рака.
Помимо решений, принимаемых во время операции, знание молекулярного типа опухоли дает представление о ее агрессивности, поведении и вероятной реакции на различные виды лечения. Такие знания могут повлиять на послеоперационные решения.
Кроме того, новый инструмент позволяет ставить диагнозы во время операции в соответствии с недавно обновленной системой классификации Всемирной организации здравоохранения для диагностики и оценки тяжести глиом, которая требует постановки таких диагнозов на основе геномного профиля опухоли.
Источник
Используемый сейчас стандартный интраоперационный диагностический подход включает взятие ткани головного мозга, ее замораживание и исследование под микроскопом. Основным недостатком является то, что замораживание ткани приводит к изменению внешнего вида клеток под микроскопом и может повлиять на точность клинической оценки. Более того, человеческий глаз, даже при использовании мощных микроскопов, не может надежно обнаружить тонкие изменения генома на предметном стекле.
Инструмент, называемый CHARM (Cryosection Histopathology Assessment and Review Machine), свободно доступен другим исследователям. По словам исследовательской группы, он все еще должен быть клинически подтвержден путем тестирования в реальных условиях и одобрен FDA перед внедрением в больницы.
CHARM был разработан с использованием 2334 образцов опухоли головного мозга, взятых у 1524 человек с глиомой из трех разных групп пациентов. При тестировании на невиданном ранее наборе образцов головного мозга инструмент с точностью 93% выделил опухоли со специфическими молекулярными мутациями и успешно классифицировал три основных типа глиом с отчетливыми молекулярными особенностями, которые дают разные прогнозы и по-разному реагируют на лечение.
Последние достижения в области геномики позволили патологам различать молекулярные сигнатуры — и поведение, которое такие сигнатуры предвещают — при различных типах рака головного мозга, а также при определенных типах рака головного мозга. Например, глиома — наиболее агрессивная опухоль головного мозга и наиболее распространенная форма рака головного мозга — имеет три основных подварианта, которые несут разные молекулярные маркеры и имеют разную склонность к росту и распространению.
Способность нового инструмента ускорять молекулярную диагностику может быть особенно ценной в областях с ограниченным доступом к технологиям для выполнения быстрого генетического секвенирования рака.
Помимо решений, принимаемых во время операции, знание молекулярного типа опухоли дает представление о ее агрессивности, поведении и вероятной реакции на различные виды лечения. Такие знания могут повлиять на послеоперационные решения.
Кроме того, новый инструмент позволяет ставить диагнозы во время операции в соответствии с недавно обновленной системой классификации Всемирной организации здравоохранения для диагностики и оценки тяжести глиом, которая требует постановки таких диагнозов на основе геномного профиля опухоли.
Источник
Точная молекулярная диагностика, которая детализирует изменения ДНК в клетке, во время операции может помочь нейрохирургу решить, какой объем ткани головного мозга следует удалить.