- Болезнь Альцгеймера является наиболее распространенной формой деменции, поражающей около 70% людей с деменцией, однако ее может быть трудно диагностировать.
- В настоящее время врачи используют многочисленные когнитивные тесты и сканирование для диагностики болезни Альцгеймера, что может занимать много времени.
- Исследователи разработали алгоритм, который можно использовать с одним МРТ-сканированием головного мозга для быстрого выявления ранних признаков болезни Альцгеймера.
- Во время их испытаний система выявила 98% случаев болезни Альцгеймера.
По данным Всемирной организации здравоохранения, деменция является седьмой по значимости причиной смерти во всем мире. Наиболее распространенной формой, поражающей до 70% людей с диагнозом деменция, является болезнь Альцгеймера.
Люди с подозрением на болезнь Альцгеймера обычно проходят несколько тестов для диагностики состояния. В ходе оценки человек:
- Дает свою историю болезни, как физическую, так и психическую.
- Проходит медицинское обследование.
- Проходит неврологическое обследование, чтобы проверить рефлексы, речь и координацию.
- Проходит несколько когнитивных тестов для оценки памяти, мышления и решения простых задач.
- Проходит магнитно-резонансную томографию (МРТ) или компьютерную томографию, чтобы выявить любые изменения в головном мозге, такие как атрофия гиппокампа.
- Сдает анализы спинномозговой жидкости или крови для измерения уровня бета-амилоида — белка, который накапливается в мозге людей с болезнью Альцгеймера.
Однако эти диагностические тесты могут быть неточными, иметь ограниченную доступность или занимать много времени, в течение которого болезнь может прогрессировать без лечения.
Теперь команда из Имперского колледжа Лондона разработала систему машинного обучения на основе МРТ для быстрой и точной диагностики болезни Альцгеймера. В их исследовании, опубликованном в Communications Medicine, метод может обнаруживать как раннюю, так и более продвинутую форму болезни Альцгеймера.
Сканирование и алгоритм
Исследователи разработали алгоритм, основанный на тех, которые используются для классификации раковых опухолей. Разделив мозг на 115 областей, они выделили для каждой области 660 признаков, таких как форма, размер и текстура. Они обучили алгоритм прогнозировать болезнь Альцгеймера, выявляя изменения в этих функциях по одному стандартному МРТ-сканированию.
Они проверили свой метод на сканировании мозга более 400 пациентов в рамках Инициативы нейровизуализации болезни Альцгеймера. У этих пациентов была ранняя или поздняя стадия болезни Альцгеймера, и их сравнивали со здоровым контролем и пациентами с другими неврологическими заболеваниями.
Затем они протестировали его, используя данные 80 пациентов, прошедших диагностические тесты на болезнь Альцгеймера в Imperial College Healthcare NHS Trust.
«Этот новый исследовательский подход использует машинное обучение и МРТ в попытке выявить биологические изменения мозга на ранних стадиях болезни Альцгеймера. При этом это исследование находится в самом начале своего пути и не готово к использованию в качестве самостоятельного диагностического инструмента», отмечает Ребекка Эдельмайер, доктор философии, старший директор по научному взаимодействию из Ассоциации болезни Альцгеймера
Высокая точность
Исследователи обнаружили, что система машинного обучения на основе МРТ точно предсказала болезнь Альцгеймера в 98% случаев в их первоначальном исследовании. Она также смогла различить раннюю и позднюю стадии болезни Альцгеймера в 79% случаев.
При тестировании на внешнем наборе данных алгоритм по-прежнему выявлял 86% случаев болезни Альцгеймера, что выше, чем в ранее опубликованных исследованиях.
Алгоритм также показал более высокую точность, чем используемые в настоящее время измерения — атрофия гиппокампа и измерение бета-амилоида в спинномозговой жидкости, — которые показывают точность 26% и 62% соответственно.
Исследователи предполагают, что их метод сканирования и алгоритма может быть альтернативой инвазивным измерениям спинномозговой жидкости.
Быстрая и ранняя диагностика болезни Альцгеймера
Поскольку новый метод может обнаруживать ранние изменения в болезни Альцгеймера, он может привести к более ранней диагностике, позволяя начать лечение до того, как симптомы изменят жизнь человека в худшую сторону.