Már meglévő CT-felvételek alapján is segíthet felismerni a csontritkulást egy új mesterséges intelligencia-alapú szoftver. A technológia akár olyan vizsgálatokból is képes lehet információt nyerni a csontsűrűségről, amelyeket eredetileg teljesen más okból végeztek el.
Már meglévő CT-felvételeken is felismerheti a csontritkulást a mesterséges intelligencia.
A csontritkulás hosszú éveken keresztül, sokszor teljesen észrevétlenül alakulhat ki. Mire a páciens csonttörés vagy hátfájdalom miatt orvoshoz kerül, a csontvesztés gyakran már előrehaladott állapotban van.
Egy új mesterségesintelligencia-alapú szoftver azonban a már elkészült CT-vizsgálatok elemzésével segíthet korábban felismerni a betegséget.
A BMDNow elnevezésű közös kutatási projektben a Fraunhofer Institute for Computer Graphics Research IGD, a Goethe Egyetem Frankfurt és a Garritz Online Media International azon dolgozik, hogy a technológia segítségével még a csonttörések előtt azonosítható legyen a csontritkulás.
A fejlesztés egyik legnagyobb előnye, hogy nem feltétlenül lenne szükség újabb vizsgálatra: a mesterséges intelligencia a már rendelkezésre álló CT-felvételekből képes meghatározni a csont ásványianyag-sűrűségét.
Más okból készített CT-t is elemezhet
A csontritkulás diagnosztizálásának jelenlegi arany standardja a kettős energiájú röntgenabszorpciometria, vagyis a DXA-vizsgálat. Ezt azonban általában csak akkor végzik el, amikor már felmerül a csontvesztés gyanúja.
A BMDNow szoftvere ezzel szemben például egy korábban, szív- vagy tüdővizsgálat miatt elkészített CT-felvételt is képes lehet elemezni.
Olvasd el: Elég 20 másodpercnyi beszéd – kiszúrja a cukorbetegséget a mesterséges intelligencia
„A szoftverünk a már meglévő, rutinszerű CT-képadatokat használja – például szív- vagy tüdővizsgálatokból –, így nincs szükség további speciális vizsgálatokra” – mondta Stefan Wesarg, a darmstadti Fraunhofer IGD kutatója.
A szakember szerint a megoldásnak további előnye is van.
„Ez csökkenti a páciensek egyéni sugárterhelését és időt takarít meg az orvosoknak is. Az algoritmusunkat a rendelkezésre álló képeken futtatjuk és lényegében melléktermékként kapunk egy csontsűrűség-elemzést” – tette hozzá Wesarg.
A csigolyák belsejét vizsgálja a mesterséges intelligencia
A szoftver működésének fontos része, hogy a mesterséges intelligencia elkülöníti a csigolyatestek szivacsos, úgynevezett trabekuláris részét. Ez a csont belsejében található szövet különösen fontos a csontsűrűség meghatározásánál.
A kutatók különböző MI-modelleket teszteltek valós betegadatokon, többek között a Frankfurti Egyetemi Kórház CT-felvételein.
Az algoritmus háromdimenziós térképet készít a csont sűrűségének eloszlásáról, miközben a mesterséges intelligencia a csont különböző összetevőit – például a zsírt és a kalciumot – is elemzi.
„Az algoritmusunkat kifejezetten a csigolyák ezen belső régiójára alkalmazzuk, hogy háromdimenziós térképet készítsünk a csontsűrűség eloszlásáról. Az MI-modell elemzi az olyan csontösszetevőket, mint a zsír és a kalcium, s színkódolással jeleníti meg azok arányát” – magyarázta Wesarg.
A kapott eredményeket korábban létrehozott kalibrációs görbékkel hasonlítják össze. Ezek alapján meghatározható, hogy a vizsgált csontok sűrűsége megfelel-e az egészséges értékeknek, vagy csontritkulás, esetleg annak korai előállapota, az osteopenia áll fenn.
A mesterséges intelligencia már a csontritkulás előtt jelezhet
A fejlesztés jelentősége éppen abban rejlik, hogy a csontvesztés sokáig nem feltétlenül okoz érzékelhető panaszokat.
A betegek gyakran csak akkor szembesülnek a problémával, amikor egy elesés vagy más kisebb sérülés következtében eltörik valamelyik csontjuk. Ekkorra azonban a csontok állapota már jelentősen romolhat.
A mesterséges intelligencia segítségével a kutatók szeretnék elérni, hogy a csontritkulás és az osteopenia korábban felismerhető legyen. Ez lehetőséget teremthet arra, hogy a szükséges kezelés még a súlyosabb csontvesztés vagy törések előtt elkezdődjön.
Egyelőre speciális CT-berendezésekkel dolgoznak
A kutatók jelenleg kettős energiájú CT-vizsgálatokat használnak. Ezek két különböző röntgenenergiával készítik el a felvételeket, így pontosabban meghatározható az egyes csigolyák csontsűrűsége.
A fejlesztők azonban nem szeretnének itt megállni.
A hosszabb távú cél az, hogy a mesterséges intelligencia hagyományos, egyenergiás CT-vizsgálatokon is képes legyen megbízható csontsűrűség-mérést végezni.
Ehhez egy megfelelő referencia-adatbázist is létrehoznak, miközben folyamatosan tanítják és optimalizálják a szoftvert.
Hamarosan orvosi használatra is alkalmassá válhat
A BMDNow projekt jelenleg a szoftver prototípusának véglegesítésén és validálásán dolgozik. A fejlesztők azt remélik, hogy 1-2 éven belül megszerezhetik az orvostechnikai engedélyezéshez szükséges jóváhagyást.
A technológia már szakmai elismerést is kapott. A projekt 2025-ben második helyezést ért el a Hessen Ideen versenyen.
A zsűrit többek között az győzte meg, hogy a megoldás a jövőben hozzájárulhat a páciensek sugárterhelésének csökkentéséhez és az egészségügyi rendszer hatékonyabb működéséhez.
A fejlesztés így egy olyan lehetőséget kínálhat, amelyben egy már elvégzett CT-vizsgálat nemcsak az eredeti betegség vagy panasz felismerésében segít, hanem egy másik, sokáig rejtve maradó problémára, a csontritkulásra is felhívhatja az orvosok figyelmét.
Forrás: medicalxpress
B.A.
