Ученые Пермского политеха разработали способ диагностики болезни Альцгеймера
24.06.2024
Исследования последних 20 лет отмечают, что все больше людей подвержены болезням, связанным с головным мозгом, в том числе и болезни Альцгеймера (БА). По данным 2020 года во всем мире насчитывается около 50 млн человек, страдающих этим заболеванием. В 2015 году было около 33,9 млн, в 2008 году число больных было менее 30 млн человек. Цифры указывают на стремительную прогрессивность болезни. Ее распространенность, как ожидается, утроится в течение следующих 40 лет. Нейродегенеративные заболевания трудно поддаются точной диагностике, особенно на ранних стадиях. Несмотря на возможность выявления людей, генетически подверженных развитию БА, чаще всего предварительный диагноз ставится, когда нарушения когнитивных способностей человека становятся очевидными для врачей. Из-за отсутствия в настоящее время доступной терапии для предотвращения Альцгеймера, раннее ее выявление по-прежнему имеет первостепенное значение для отсрочки начала заболевания. Ученые ПНИПУ создали быстрый способ для диагностики болезни на различных этапах.
На разработку выдан патент № 2819148.
Разработка ученых Пермского политеха позволяет диагностировать болезнь Альцгеймера, когда её ещё можно замедлить или предотвратить. Способ основан на данных магнитной восприимчивости (МВ) вен головного мозга – физической величине, которая характеризует толщину вен. Магнитные свойства зависят от белка (гемоглобина). Сам по себе он обладает низкой МВ, и малое значение показателя означает, что кровь хорошо циркулирует по венам. В обратном случае – значение будет высоким: из-за утолщенных стенок вена становится узкой, и по ней проходит мало белка.
Эту характеристику можно определить с помощью контрастного вещества и магниторезонансного исследования определенного типа (необходим специальный режим и мощность МРТ-установки).
– Мы проанализировали данные 81 пациента, давших согласие на публикацию их медицинских сведений, и выяснили, что есть две вены, которые являются наиболее информативными. А именно: базальные вены и вены таламуса в левом и правом полушариях головного мозга. Ранее это было неизвестно. В этом заключается первое принципиальное отличие нашего метода от существующих, – поделился начальник управления организации научных исследований ПНИПУ Александр Алексеев.
Далее с информацией о магнитной восприимчивости используются функциональные зависимости и с помощью специальных алгоритмов определяется корень принятия решений. Это математический объект, который связывает большой объем данных и сводит их к нескольким значениям. В изобретенном способе они принимают три возможных варианта: CON (control) – человек не болен, AD (Alzheimer's disease), то есть присутствует болезнь Альцгеймера, и CON/AD, что соответствует неопределенности. В третьем случае пациенту необходимо дополнительное обследование с помощью других известных способов.
– Второе важное отличие – имея томографический снимок, мы смотрим не на конкретное значение магнитной восприимчивости, которое измеряется числом, например, 178, а на категорию этого показателя – низкая, средняя или высокая. И затем по набору значений МВ вены таламуса и базальной вены в левом и правом полушариях мы последовательно определяем их сочетание и качественное состояние мозга, которому соответствует три возможных значения корня принятия решения, – дополнил ученый.
Следует отметить, что из 81 варианта всего лишь 4 сочетания показателей будут приводить к результату CON/AD. Это означает, что только в 5% случаев потребуются дополнительные исследования, соответственно в 95% случаев диагноз будет поставлен с помощью корня принятия решений.
– Рассчитанная по реальным данным пациентов функция устанавливает связь между 256 возможными сочетаниями МВ в четырех венах. Врачу очень сложно запомнить столько вариантов, среди которых нет общего правила. Например, нельзя однозначно судить, что высокое значение МВ у какой-то одной вены означает наличие болезни у пациента. Головной мозг устроен намного сложнее, и в своем исследовании мы это доказали. Необходимо смотреть на обе вены в комплексе, причем учитывать их состояние в левом и правом полушариях, – объясняет Александр Алексеев.
Политехники разработали специальную таблицу. Врач, анализируя показатели МРТ, определяет категорию магнитной восприимчивости (1 - малая, 2 - средняя, 3 - высокая) у каждой из четырех вен. Получается комбинация из четырех цифр, которую остается расшифровать по готовому простому алгоритму. Так получается итоговое значение. Но окончательный диагноз все равно ставит врач, поскольку метод носит вероятностный характер, и его достоверность составляет 78%.
На разработку выдан патент № 2819148.
Разработка ученых Пермского политеха позволяет диагностировать болезнь Альцгеймера, когда её ещё можно замедлить или предотвратить. Способ основан на данных магнитной восприимчивости (МВ) вен головного мозга – физической величине, которая характеризует толщину вен. Магнитные свойства зависят от белка (гемоглобина). Сам по себе он обладает низкой МВ, и малое значение показателя означает, что кровь хорошо циркулирует по венам. В обратном случае – значение будет высоким: из-за утолщенных стенок вена становится узкой, и по ней проходит мало белка.
Эту характеристику можно определить с помощью контрастного вещества и магниторезонансного исследования определенного типа (необходим специальный режим и мощность МРТ-установки).
– Мы проанализировали данные 81 пациента, давших согласие на публикацию их медицинских сведений, и выяснили, что есть две вены, которые являются наиболее информативными. А именно: базальные вены и вены таламуса в левом и правом полушариях головного мозга. Ранее это было неизвестно. В этом заключается первое принципиальное отличие нашего метода от существующих, – поделился начальник управления организации научных исследований ПНИПУ Александр Алексеев.
Далее с информацией о магнитной восприимчивости используются функциональные зависимости и с помощью специальных алгоритмов определяется корень принятия решений. Это математический объект, который связывает большой объем данных и сводит их к нескольким значениям. В изобретенном способе они принимают три возможных варианта: CON (control) – человек не болен, AD (Alzheimer's disease), то есть присутствует болезнь Альцгеймера, и CON/AD, что соответствует неопределенности. В третьем случае пациенту необходимо дополнительное обследование с помощью других известных способов.
– Второе важное отличие – имея томографический снимок, мы смотрим не на конкретное значение магнитной восприимчивости, которое измеряется числом, например, 178, а на категорию этого показателя – низкая, средняя или высокая. И затем по набору значений МВ вены таламуса и базальной вены в левом и правом полушариях мы последовательно определяем их сочетание и качественное состояние мозга, которому соответствует три возможных значения корня принятия решения, – дополнил ученый.
Следует отметить, что из 81 варианта всего лишь 4 сочетания показателей будут приводить к результату CON/AD. Это означает, что только в 5% случаев потребуются дополнительные исследования, соответственно в 95% случаев диагноз будет поставлен с помощью корня принятия решений.
– Рассчитанная по реальным данным пациентов функция устанавливает связь между 256 возможными сочетаниями МВ в четырех венах. Врачу очень сложно запомнить столько вариантов, среди которых нет общего правила. Например, нельзя однозначно судить, что высокое значение МВ у какой-то одной вены означает наличие болезни у пациента. Головной мозг устроен намного сложнее, и в своем исследовании мы это доказали. Необходимо смотреть на обе вены в комплексе, причем учитывать их состояние в левом и правом полушариях, – объясняет Александр Алексеев.
Политехники разработали специальную таблицу. Врач, анализируя показатели МРТ, определяет категорию магнитной восприимчивости (1 - малая, 2 - средняя, 3 - высокая) у каждой из четырех вен. Получается комбинация из четырех цифр, которую остается расшифровать по готовому простому алгоритму. Так получается итоговое значение. Но окончательный диагноз все равно ставит врач, поскольку метод носит вероятностный характер, и его достоверность составляет 78%.
Марина Осипова © Вечерние ведомости
Читать этот материал в источнике
Читать этот материал в источнике
73% екатеринбурженок ждут подарок-сюрприз на День матери
Суббота, 23 ноября, 16.43
Бастрыкин поручил доложить о расследовании ДТП, в котором погибли двое юных велосипедистов
Суббота, 23 ноября, 16.42
Дмитрий Медведев посетил «Уралвагонзавод» в Нижнем Тагиле
Суббота, 23 ноября, 16.19