2022. 05. 03. - 10:35
Gerincvelő stimuláció – A mesterséges intelligencia megjósolhatja az ideális alanyokat
A gerincvelő-stimuláció minimálisan invazív beavatkozás krónikus fájdalmak kezelésére. Kutatók most gépi tanulási algoritmusokat alkalmaztak a neuromodulációs területen a páciensek gerincvelő-stimulációra adott hosszú távú reakciójának előrejelzésére.
Megjósolhatja a mesterséges intelligencia, mely betegek alkalmasak a gerincvelő stimulációra.
Ez egy minimálisan invazív, az FDA által jóváhagyott kezelés krónikus fájdalmak, például hát- és nyakfájdalmak gyógyítására. A neuromodulációs technika elektromosságot és beültethető eszközt alkalmaz, amelyet az elmúlt 5 évben egyre gyakrabban használtak nem gyógyszeres megközelítésként, részben az opioidjárvány miatti fájdalommal kapcsolatban.
Noha a betegek pszichológiai kivizsgáláson és próbakezelésen is átesnek az implantátum beültetése előtt, a sikertelenség arányát így is 25-30 százalékra becsülik a szakemberek.
Nem világos, megjósolható-e pontosan, hogy mely betegek számára előnyös ez a kezelés hosszú távon - ez jelenleg az implantáló orvos szubjektív tapasztalatán alapul.
Megjósolhatja a mesterséges intelligencia, mely betegek alkalmasak a gerincvelő stimulációra
A közelmúltban végzett tanulmány az első, mely gépi tanulási algoritmusokat alkalmaz neuromodulációs területen, a páciens gerincvelő-stimulációra adott hosszú távú válaszának előrejelzésére. A kutatást Julie G. Pilitsis orvos, Ph.D., a Floridai Atlantic University Schmidt College of Medicine dékánja és orvosi ügyekért felelős alelnöke vezette, az Albany Medical College kutatóival együttműködve.
A tanulmányhoz a kutatók a Pilitsis adatbázist– vagyis a prospektíven gyűjtött longitudinális gerincvelő-stimulációs eredmények legnagyobb egyközpontú forrását – használták a prediktív modellek kidolgozására és belső értékelésére.
Az egyedi modellek érdekében a nem felügyelt klaszterezés és a felügyelt osztályozás kombinációját alkalmazták. Mindegyik alcsoport/klaszter 151 betegből álló kohorszból és 31 jellemzőből állt. A vizsgálat célja az volt, hogy meghatározzák, mely páciensek járnak végül jól a gerincvelő-stimulációval.
A Neurosurgery folyóiratban megjelentetett tanulmány eredményei első alkalommal mutatták be a gépi tanulási algoritmusok képességét arra, hogy viszonylag nagy teljesítménnyel megjósolják a betegek hosszú távú reakcióját a gerincvelő-stimulációra.
A következő lépés ezen adatok érvényesítése lesz egy heterogén betegpopulációban, annak érdekében, hogy az algoritmus hasznos legyen az ország és a világ különböző betegcsoportjaiban.
„Tanulmányunk eredménye egy olyan modell kifejlesztése, amely előrejelzi, mely betegek számára lesz előnyös a gerincvelő stimulációja - mondta Pilitsis, aki az Albany Medical College-ban végezte a vizsgálatot. - Miután jóváhagytuk a munkát, reméljük, olyan klinikai döntéstámogató eszközt jelenthet ez a gépi tanulási modell, amely segít az orvosoknak jobban kiválasztani, mely betegek lehetnek a legmegfelelőbbek.”
A kutatók két különálló klasztert találtak - a kohorszokban lévő betegek életkora, a krónikus fájdalom időtartama, a preoperatív numerikus értékelési skála és a preoperatív fájdalom katasztrofális skála-pontszámai jelentősen különböztek egymástól.
A szakemberek a hiperparaméteres finomhangolás és a felügyelt belső jellemzők kiválasztása révén azonosították a 10 legbefolyásosabb jellemzőt, amelyek a leginkább hozzájárulnak a modell teljesítményéhez. A beágyazott keresztellenőrzéssel rendelkező logisztikus regressziós prediktív modellek mutatták a legmagasabb általános teljesítményt 0,757 és 0,708 görbe alatti területtel, minden egyes klaszter esetében.
„A neuromoduláció elektromos impulzusokat használ a fájdalom kezelésének módosítására, s az életüket megváltoztató előnyökkel járhat a betegek számára - mondta Pilitsis. - Széles terápiás hatóköre a krónikus fájdalomcsillapítástól a Parkinson-kórig a neuromodulációt a következő évtizedben is jelentős növekedési iparággá teszi.”
A Nemzetközi Neuromodulációs Társaság a terápiás neuromodulációt úgy határozza meg, mint „az idegi aktivitás megváltoztatása egy inger, például elektromos stimuláció vagy kémiai szerek célzott eljuttatása révén a test specifikus neurológiai helyeire".
Az 1980-as évek óta általánosan alkalmazott terápiák e növekvő osztálya a megfelelő betegeknél segíthet a funkció helyreállításában vagy a neurológiai alapon nyugvó tünetek enyhítésében.
L.A.
