Снимки, полученные при позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) мозга с 18-фтордезоксиглюкозой, удалось сделать базой для обучения алгоритма искусственного интеллекта. В статье, опубликованной в журнале Radiology, говорится, что ранняя стадия болезни Альцгеймера проявляется в виде снижения метаболизма глюкозы, и этих изменений, которые могут быть незаметны человеческому глазу, обученной нейросети достаточно, чтобы обнаружить недуг за шесть лет до развернутой клинической картины.
Примеры ПЭТ-сканов из обучающей выборки. Скан А принадлежит 76-летнему мужчине с диагнозом «БА», скан В – 83-летней женщине с мягкими когнитивными расстройствами, скан С – здоровому 80-летнему мужчине. Отличия в накоплении глюкозы (светящиеся области) не слишком очевидные, чтобы их мог с достаточной эффективностью различать человеческий глаз. Credit:Yiming Ding et al / Radiology 2018
От первых проявлений болезни Альцгеймера (БА) в виде небольшого снижения памяти до выраженных когнитивных нарушений, которые обычно бывают при прогрессировании заболевания, иногда могут проходить годы. Если человек предупрежден, то можно принять меры для того, чтобы попытаться замедлить развитие недуга.
Наш мозг – один из главных «потребителей» глюкозы в организме. И если в каком-то из его участков возникает сбой, клетки повреждаются и начинают отмирать (что и происходит при болезни Альцгеймера), это сопровождается изменениями в поглощении и утилизации моносахарида.
Исследования с использованием ПЭТ и 18-фтордезоксиглюкозы, которая распределяется в мозге в соответствии с его функционированием, показывают, что даже при мягких когнитивных отклонениях (mild cognitive impairment) метаболизм глюкозы снижается. Однако, не всегда эти отличия заметны врачу-радиологу, поэтому ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско решили подключить к диагностике машину.
Для начала алгоритм искусственного интеллекта Inception V3 обучили на базе из 2109 ПЭТ-снимков, которую собрали от 1002 пациентов с 2005 по 2017 год и сформировали, благодаря инициативе Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI). Нейросеть тренировали отличать мозг здоровых людей, мозг людей с мягкими когнитивными нарушениями и мозг больных «Альцгеймером» в развернутой стадии на 90 процентах выборки (1921 снимок), а затем протестировали на оставшихся 10 процентах (188 снимков). Оказалось, что в тестовой выборке алгоритм верно выделил 92 процента пациентов с мягкими когнитивными нарушениями, у которых впоследствии разовьется болезнь Альцгеймера.
После этого нейросеть проверили на новой выборке снимков, собранных с 2006 по 2016 год от 40 человек, у которых наблюдались симптомы когнитивного снижения. Этот независимый тест показал, что алгоритм улавливает изменения со 100-процентой чувствительностью и 82-процентной специфичностью и предсказывает развитие патологии в среднем за 75,8 месяца о постановки окончательного клинического диагноза.
Текст: Анна Хоружая
A Deep Learning Model to Predict a Diagnosis of Alzheimer Disease by Using 18F-FDG PET of the Brain byYiming Ding, Jae Ho Sohn , Michael G. Kawczynski, Hari Trivedi, Dexter Hadley, Benjamin L. Franc et al in Radiology. Published November 2018.
https://doi.org/10.1148/radiol.2018180958
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте, Яндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
О попытках ранней диагностики болезнь Альцгеймера говорят очень много: это нейродегенеративное заболевание уверенно лидирует в списке подобных недугов. Только вчера мы писали про нарушения памяти как средство…
Болезнь Альцгеймера, пожалуй, самое известное неврологическое заболевание. Сегодня – день информирования об этом недуге, и наш ресурс совместно с Центром экстрапирамидных заболеваний ФМБА России не…
Несмотря на широкую распространённость болезни Альцгеймера, причины её возникновения и развития до сих пор остаются не до конца ясными. Очередной шаг в сторону понимания этих…
Финские учёные, проследив на протяжении четверти века за более, чем тремя тысячами пар близнецов показали, что заниматься физической активностью в середине жизни очень пригодится вашему…
Нет, в этой статье речь пойдет не о самом Алоисе Альцгеймере, о котором мы написали уже достаточно много, а о заболевании, названном в его честь –…
Идея о том, что болезнь Альцгеймера связана с микроорганизмами, попавшими в мозг человека и вызвавшими нейровоспаление, не нова. Время от времени выходят статьи на эту…
Исследователи выяснили, что люди с ранней стадией болезни Альцгеймера (в возрасте до 65 лет) не получают улучшений от глубокой стимуляции мозга – терапии, которая показала…
Исследователи Университета Огайо в США выяснили, что участвующий в развитии болезни Альцгеймера тау-белок чаще накапливается в нейронах, которые в большей степени отвечают за возбуждение. Новая…
Куда деваются воспоминания при болезни Альцгеймера? Буквально за несколько лет при этой патологии человек может потерять не только картину прошлых событий, но и весь жизненный…
Неудачи в клинических испытаниях «прорывных» препаратов против болезни Альцгеймера стали уже притчей во языцех (вот небольшойобзор провалов препаратов). Однако попытки найти «волшебную пулю» по определению Эрлиха…
Как выявить болезнь Альцгеймера на ранней стадии – вопрос, которым задаются ученые по всему миру. И недавно исследователям из Индианского университета в Блумингтоне (США) удалось…
1 октября отмечался международный день музыки, а также день пожилого человека. Эти памятные дни удивительно сошлись в одном из вспомогательных методов терапии неврологических пациентов. Как…
Список ранних методов диагностики болезни Альцгеймера может пополниться исследованием структуры сна. Исследователи из Вашингтонского университета установили четкую связь между тем, сколько в течение ночи человек…
