Σε συνεργασία μεταξύ του πανεπιστημίου του Lübeck (Ινστιτούτο Ιατρικής Τεχνολογίας και Ινστιτούτο Καρδιογενετικής) και του Ιδρύματος Fraunhofer για εξατομικευμένη και κυτταρική ιατρική τεχνολογία IMTE αναπτύχθηκε μια καινοτόμος μέθοδος με χρήση τεχνητής νοημοσύνης για την ανάλυση αθηροσκληρωτικών πλακών σε πειραματικά μοντέλα ποντικών.

Η νέα αυτή προσέγγιση μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αποδοτικότητα της ιατρικής έρευνας.

Η μέθοδος αυτόματης τμηματοποίησης αρτηριών και ποσοτικοποίησης πλακών δημοσιεύθηκε πριν λίγο καιρό στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό "Scientific Reports". Στη μελέτη περιγράφεται μια πολυσταδιακή διαδικασία που επιτρέπει την αυτοματοποιημένη ανάλυση ιστολογικών τομών της ρίζας της αορτής, οι οποίες έχουν χρωματιστεί με Oil-Red-O.

Οι αθηροσκληρωτικές πλάκες αποτελούν λιπώδεις εναποθέσεις στα τοιχώματα των αρτηριών. Η ανάπτυξη και η σύστασή τους είναι κρίσιμες για την κατανόηση των καρδιαγγειακών παθήσεων, που αποτελούν την κύρια αιτία θανάτου στις βιομηχανικές χώρες.

Συνδυασμός επιβλεπόμενης και μη επιβλεπόμενης μάθησης

Το σύστημα ΤΝ που αναπτύχθηκε από το 2022 στο Fraunhofer IMTE συνδυάζει πολλαπλές προσεγγίσεις μηχανικής μάθησης:

  • Καθορισμός περιοχής ενδιαφέροντος (επιβλεπόμενη μάθηση): Αρχικά εντοπίζεται η περιοχή της αρτηρίας ώστε να αναλυθούν με υψηλή ανάλυση οι λεπτομέρειες του αγγείου.
  • Μέθοδοι ensemble: Συνδυάζονται διαφορετικά μοντέλα για τη μείωση σφαλμάτων στην τμηματοποίηση.
  • Μη επιβλεπόμενη ανίχνευση πλακών: Οι παθολογικές εναποθέσεις αναγνωρίζονται βάσει των χαρακτηριστικών χρωματικών προτύπων.
  • Μεταφορά χρωματικού χώρου: Μειώνονται οι διαφορές που προκύπτουν από τη χρώση ή τη λήψη των εικόνων.

Η συνδυαστική αυτή προσέγγιση επιτρέπει γρήγορη, αντικειμενική και αξιόπιστη ανάλυση μεγάλων συνόλων δεδομένων, χωρίς την απαιτητική χειροκίνητη επεξεργασία.

Υψηλή συσχέτιση με τις αναλύσεις ειδικών

Σε μελέτη περίπτωσης που συνέκρινε τη χειροκίνητη με την αυτοματοποιημένη ανάλυση, διαπιστώθηκε πολύ υψηλή συσχέτιση (Pearson r = 0,91) μεταξύ των αποτελεσμάτων της ΤΝ και των εκτιμήσεων των ειδικών.

Εξετάστηκαν παράγοντες όπως:

  • ο τύπος διατροφής (τυπική δίαιτα έναντι δυτικού τύπου, πλούσιας σε λιπαρά),
  • το φύλο των ποντικών,
  • γενετικές τροποποιήσεις (knock-out).

Η μέθοδος ΤΝ αναπαρήγαγε με επιτυχία τα βασικά επιστημονικά συμπεράσματα της χειροκίνητης ανάλυσης, επιβεβαιώνοντας την αξιοπιστία της.

Προοπτικές για την έρευνα και την κλινική πράξη

Η αυτοματοποιημένη ανάλυση ανοίγει νέες προοπτικές τόσο για την προκλινική έρευνα όσο και για τη μελλοντική κατανόηση των καρδιαγγειακών παθήσεων στον άνθρωπο.

Επιτρέπει τη συλλογή και επεξεργασία μεγάλου όγκου δεδομένων, συμβάλλοντας στην ανάπτυξη πιο εξατομικευμένων θεραπευτικών στρατηγικών και ακριβέστερων διαγνωστικών προσεγγίσεων.

Μακροπρόθεσμα, η τεχνολογία αυτή μπορεί να συμβάλει ουσιαστικά στην καλύτερη κατανόηση της εξέλιξης της αθηροσκλήρωσης και στην ανάπτυξη νέων θεραπευτικών παρεμβάσεων.

Πηγές:
Γερμανικό Κέντρο Καρδιαγγειακής Έρευνας

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Γεράσαμε ως λαός κατά 3,8 χρόνια σε μία δεκαετία - Ευρωπαϊκό ρεκόρ [πίνακες]
Εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης εντοπίζει επικίνδυνη επιπλοκή της εγκυμοσύνης
Νέο επαγγελματικό κεφάλαιο για τον Ιωάννη Κωτσιόπουλο, γενικό διευθυντή του PIF