Computerwetenschappers van het MIT werken samen met chirurgen in het Boston Children's Hospital om een ​​systeem te ontwikkelen waarmee een MRI-scan van het hart van een patiënt kan worden gemaakt en omgezet in een fysiek model, wat betekent dat chirurgen een beter idee kunnen krijgen van waar ze aan werken.

MRI-scans gebruiken magnetische resonantie om een ​​reeks doorsneden van een driedimensionaal object te verzamelen. Elk van die doorsneden heeft lichte en donkere gebieden en een deel van de tijd komen die grenzen overeen met de randen van anatomische structuren. Soms doen ze dat echter niet.

Een 3D-model maken van een MRI-scan is daarom een ​​beetje lastig. In het verleden is dat opgelost door artsen de grenzen handmatig te laten markeren, maar dat kost tijd en moeite. In plaats daarvan hebben de MIT-onderzoekers een algoritme gebouwd dat enige kennis heeft van hoe een hart er meestal uitziet. Het weet dan wanneer het een ventrikel of aorta zou moeten verwachten.

Abnormale harten

Maar een probleem met die aanpak is dat veel hartpatiënten in het ziekenhuis zijn omdat hun hart op de een of andere manier abnormaal is. Dus de teams combineerden beide benaderingen - mensen ertoe aanzetten enkele grenzen te identificeren en de algoritmen voor de rest te laten zorgen.

In tests kwamen de beste resultaten toen mensen grenzen identificeerden in slechts een klein stukje van elke doorsnede. Door 14 van die patches handmatig te segmenteren, kon de computer bijna overeenkomen met de beoordeling van een expert van 200 patches.

"Ik denk dat als iemand me zou vertellen dat ik het hele hart kon segmenteren uit acht plakjes van de 200, ik ze niet zou hebben geloofd," zei Polina Golland, die aan het algoritme werkte. "Het was een verrassing voor ons."

De reparatie uitvoeren

Het segmenteringsproces duurt ongeveer een uur en het 3D-afdrukproces duurt een paar uur langer, wat betekent dat het systeem in minder dan een middag van een MRI-scan naar een fysiek model kan gaan. De doeltreffendheid ervan zal worden beoordeeld in een klinische proef in de herfst, waarbij tien patiënten zijn betrokken die al een behandeling hebben ondergaan.

Chirurgische plannen gemaakt met de 3D-modellen worden vergeleken met de plannen die daadwerkelijk worden gebruikt om te proberen de omvang van het voordeel te kwantificeren, maar artsen zijn al enthousiast.

"We hebben dit type model bij een paar patiënten gebruikt en in feite een" virtuele operatie "in het hart uitgevoerd om de werkelijke omstandigheden te simuleren," zei Sitaram Emani, een hartchirurg bij het Boston Children's Hospital, die niet direct betrokken was bij de Onderzoek.

"Dit hielp echt met de echte operatie in termen van het verminderen van de hoeveelheid tijd besteed aan het onderzoeken van het hart en het uitvoeren van de reparatie."

  • Ultrathin onzichtbaarheidsmantel verbergt kleine voorwerpen van elke vorm

Afbeelding tegoed: Bryce Vickmark