Инструмент ИИ предсказывает, какие пациенты с дистонией реагируют на лечение ботоксом
Дистонии являются потенциально инвалидизирующими неврологическими состояниями, которые могут сильно повлиять на качество жизни. Эффективные методы лечения редки, инъекции ботулинического токсина (ботокса) в пораженные мышцы считаются терапией первой линии. Тем не менее, инъекции работают не для каждого пациента с дистонией, и у врачей не было установленного способа определить до начала лечения, кому будет польза, а кому нет.
В новом исследовании, опубликованном 28 ноября в Annals of Neurology, платформа искусственного интеллекта под названием DystoniaBoTXNet использовала МРТ головного мозга для автоматического определения, какие пациенты будут реагировать на лечение ботулиническим токсином с точностью 96,3%.
По словам старшего автора исследования профессора Кристины Симонян, такая платформа может информировать врачей о решениях о лечении.
Обычно пациенту с дистонией делают серию инъекций с определением дозы и местоположения, чтобы определить, снимает ли ботулинический токсин их симптомы. Инъекции болезненны и дороги. Тем не менее, некоторые могут не получить никакой пользы от этого лечения, несмотря на многократные попытки инъекций, в то время как другие могут получить положительный эффект, но отказаться только после одной дозы или вообще отказаться от лечения. С помощью этого алгоритма искусственного интеллекта можно расширить возможности врачей и пациентов в принятии терапевтических решений, предоставляя им объективный инструмент, который заменит метод проб и ошибок для определения эффективности ботулинического токсина.
Распространенные проблемы лечения пациентов с дистонией
Люди с дистонией испытывают непроизвольные сокращения или напряжение мышц, что может привести к неконтролируемым движениям, которые значительно влияют на физическое и эмоциональное качество жизни.
Изолированные очаговые дистонии поражают одну часть тела, распространенными примерами являются: дистония гортани, затрагивающая голосовые связки при разговоре, блефароспазм, вызывающий непроизвольное подергивание век, шейная дистония, вызывающая сокращение мышц шеи и болезненное скручивание головы, и дистония судорог, поражающая пальцы во время письма. Около 35 на каждые 100 000 человек страдают изолированной или первичной дистонией — распространенность, которая, вероятно, недооценивается из-за трудностей с диагностикой расстройства.
Инъекции ботулинического токсина считаются первой линией лечения фокальных дистоний. Инъекция парализует пораженную мышцу, чтобы предотвратить непроизвольные сокращения. Эффект обычно временный, и инъекцию часто приходится повторять каждые 3-4 месяца на всю жизнь.
Только около 60% пациентов с дистонией проходят эти инъекции, и не каждый пациент реагирует на лечение. Это может быть связано с основными биологическими причинами, сложностью симптомов или опытом и знаниями врача, делающего инъекции. Это может привести к избыточному лечению пациентов, которые изначально не реагировали бы на ботулинический токсин, и к недостаточному лечению пациентов, которые могут реагировать, но никогда не обращаются за лечением или могут прекратить лечение раньше.
В новом исследовании, опубликованном 28 ноября в Annals of Neurology, платформа искусственного интеллекта под названием DystoniaBoTXNet использовала МРТ головного мозга для автоматического определения, какие пациенты будут реагировать на лечение ботулиническим токсином с точностью 96,3%.
По словам старшего автора исследования профессора Кристины Симонян, такая платформа может информировать врачей о решениях о лечении.
Обычно пациенту с дистонией делают серию инъекций с определением дозы и местоположения, чтобы определить, снимает ли ботулинический токсин их симптомы. Инъекции болезненны и дороги. Тем не менее, некоторые могут не получить никакой пользы от этого лечения, несмотря на многократные попытки инъекций, в то время как другие могут получить положительный эффект, но отказаться только после одной дозы или вообще отказаться от лечения. С помощью этого алгоритма искусственного интеллекта можно расширить возможности врачей и пациентов в принятии терапевтических решений, предоставляя им объективный инструмент, который заменит метод проб и ошибок для определения эффективности ботулинического токсина.
Распространенные проблемы лечения пациентов с дистонией
Люди с дистонией испытывают непроизвольные сокращения или напряжение мышц, что может привести к неконтролируемым движениям, которые значительно влияют на физическое и эмоциональное качество жизни.
Изолированные очаговые дистонии поражают одну часть тела, распространенными примерами являются: дистония гортани, затрагивающая голосовые связки при разговоре, блефароспазм, вызывающий непроизвольное подергивание век, шейная дистония, вызывающая сокращение мышц шеи и болезненное скручивание головы, и дистония судорог, поражающая пальцы во время письма. Около 35 на каждые 100 000 человек страдают изолированной или первичной дистонией — распространенность, которая, вероятно, недооценивается из-за трудностей с диагностикой расстройства.
Инъекции ботулинического токсина считаются первой линией лечения фокальных дистоний. Инъекция парализует пораженную мышцу, чтобы предотвратить непроизвольные сокращения. Эффект обычно временный, и инъекцию часто приходится повторять каждые 3-4 месяца на всю жизнь.
Только около 60% пациентов с дистонией проходят эти инъекции, и не каждый пациент реагирует на лечение. Это может быть связано с основными биологическими причинами, сложностью симптомов или опытом и знаниями врача, делающего инъекции. Это может привести к избыточному лечению пациентов, которые изначально не реагировали бы на ботулинический токсин, и к недостаточному лечению пациентов, которые могут реагировать, но никогда не обращаются за лечением или могут прекратить лечение раньше.
Прогнозирование эффективности лечения с помощью МРТ
В новом исследовании, опубликованном в Annals of Neurology, исследовательская группа обучила алгоритм анализу МРТ головного мозга 284 пациентов с 4 типами дистонии, которые реагировали и не реагировали на инъекции ботулинического токсина. Эффективность инъекций определялась по медкартам и отзывам врача/пациента.
DystoniaBoTXNet выявил наличие 8 областей мозга в качестве нейронного биомаркера эффективности инъекций. Используя этот недавно открытый биомаркер, DystoniaBoTXNet достигла общей точности 96,3% в прогнозировании эффективности ботулинического токсина при фокальной дистонии со 100% чувствительностью и 86,1% специфичностью. Платформа достигла этих результатов за 19,2 секунды на случай.
Исследование показывает, что DystoniaBoTXNet может быть очень надежной и простой в использовании платформой ИИ, которую врачи могут использовать для принятия точных клинических решений. Индивидуальный прогнозируемый результат инъекций ботулинического токсина, созданный ИИ до начала лечения, может помочь более точному отбору пациентов, точной настройке схемы лечения или дальнейшим направлениям, тем самым увеличивая использование ботулинического токсина для пациентов с дистонией.
С другой стороны, платформа может предсказать, что у пациента очень низкая вероятность получения пользы от инъекций, что было бы информативно для врача, чтобы рассмотреть другие варианты лечения вместо чрезмерного лечения ботулиническим токсином.
В новом исследовании, опубликованном в Annals of Neurology, исследовательская группа обучила алгоритм анализу МРТ головного мозга 284 пациентов с 4 типами дистонии, которые реагировали и не реагировали на инъекции ботулинического токсина. Эффективность инъекций определялась по медкартам и отзывам врача/пациента.
DystoniaBoTXNet выявил наличие 8 областей мозга в качестве нейронного биомаркера эффективности инъекций. Используя этот недавно открытый биомаркер, DystoniaBoTXNet достигла общей точности 96,3% в прогнозировании эффективности ботулинического токсина при фокальной дистонии со 100% чувствительностью и 86,1% специфичностью. Платформа достигла этих результатов за 19,2 секунды на случай.
Исследование показывает, что DystoniaBoTXNet может быть очень надежной и простой в использовании платформой ИИ, которую врачи могут использовать для принятия точных клинических решений. Индивидуальный прогнозируемый результат инъекций ботулинического токсина, созданный ИИ до начала лечения, может помочь более точному отбору пациентов, точной настройке схемы лечения или дальнейшим направлениям, тем самым увеличивая использование ботулинического токсина для пациентов с дистонией.
С другой стороны, платформа может предсказать, что у пациента очень низкая вероятность получения пользы от инъекций, что было бы информативно для врача, чтобы рассмотреть другие варианты лечения вместо чрезмерного лечения ботулиническим токсином.
Искусственный интеллект решает проблемы с диагностикой и лечением дистонии
Инструмент DystoniaBoTXNet - это вторая платформа искусственного интеллекта, изобретенная доктором Симонян и ее командой для содействия принятию клинических решений. Это исследование основано на предыдущем исследовании, проведенном этой командой, в котором сообщалось об успехе отдельной платформы под названием DystoniaNet, способной диагностировать дистонию по МРТ пациента с точностью 98,8% за 0,36 секунды. Известно, что дистонии диагностируются неправильно и недооцениваются, и некоторые исследования показывают, что для постановки правильного диагноза пациентам может потребоваться до 10 лет.
Интересно, что ранее было обнаружено, что 5 из 8 областей, идентифицированных как нейронный биомаркер эффективности ботулинического токсина DystoniaBoTXNet в новой статье, являются диагностическим биомаркером DystoniaNet. В течение многих лет у врачей не было объективного биомаркера для выявления этих состояний, поэтому перекрывающиеся области могут предоставить дополнительные доказательства их роли в дистонии, которые ученые могут лучше изучить.
При дальнейшем изучении обеих платформ есть надежда, что однажды пациент сможет войти в кабинет врача после появления симптомов, пройти МРТ и получить диагноз через DystoniaNet; затем DystoniaBoTXNet может помочь определить, будет ли лечение ботулиническим токсином работать для него.
Для достижения этой цели исследователи приступают к многочисленным клиническим испытаниям, чтобы определить полезность этих инструментов в клинике. Другим будущим направлением работы является изучение того, могут ли дополнительные методы лечения, такие как глубокая стимуляция мозга, быть предсказаны инструментом на основе ИИ.
Annals of Neurology
Инструмент DystoniaBoTXNet - это вторая платформа искусственного интеллекта, изобретенная доктором Симонян и ее командой для содействия принятию клинических решений. Это исследование основано на предыдущем исследовании, проведенном этой командой, в котором сообщалось об успехе отдельной платформы под названием DystoniaNet, способной диагностировать дистонию по МРТ пациента с точностью 98,8% за 0,36 секунды. Известно, что дистонии диагностируются неправильно и недооцениваются, и некоторые исследования показывают, что для постановки правильного диагноза пациентам может потребоваться до 10 лет.
Интересно, что ранее было обнаружено, что 5 из 8 областей, идентифицированных как нейронный биомаркер эффективности ботулинического токсина DystoniaBoTXNet в новой статье, являются диагностическим биомаркером DystoniaNet. В течение многих лет у врачей не было объективного биомаркера для выявления этих состояний, поэтому перекрывающиеся области могут предоставить дополнительные доказательства их роли в дистонии, которые ученые могут лучше изучить.
При дальнейшем изучении обеих платформ есть надежда, что однажды пациент сможет войти в кабинет врача после появления симптомов, пройти МРТ и получить диагноз через DystoniaNet; затем DystoniaBoTXNet может помочь определить, будет ли лечение ботулиническим токсином работать для него.
Для достижения этой цели исследователи приступают к многочисленным клиническим испытаниям, чтобы определить полезность этих инструментов в клинике. Другим будущим направлением работы является изучение того, могут ли дополнительные методы лечения, такие как глубокая стимуляция мозга, быть предсказаны инструментом на основе ИИ.
Annals of Neurology