Машинное обучение – это тип искусственного интеллекта, который позволяет компьютерным программам учиться при знакомстве с новыми данными без программирования. Теперь исследователи из Нидерландов объединили методы машинного обучения со специальной техникой МРТ, которая измеряет перфузию или скорость абсорбции тканью крови по всему мозгу для выявления ранних форм деменции, таких как легкое когнитивное нарушение (MCI), согласно исследованию. новое исследование опубликовано онлайн в журнале Radiology.
"МРТ может помочь в диагностике болезни Альцгеймера," сказал главный исследователь Алле Мейже Винк, доктор философии.D., из Медицинского центра Университета VU в Амстердаме. "Однако ранняя диагностика болезни Альцгеймера проблематична."
Ученым давно известно, что болезнь Альцгеймера – это постепенный процесс и что мозг претерпевает функциональные изменения до того, как структурные изменения, связанные с заболеванием, проявятся в результатах визуализации. У врачей нет однозначного способа определить, у кого есть ранняя деменция или какие случаи легких когнитивных нарушений будут прогрессировать до болезни Альцгеймера.
"С помощью стандартной диагностической МРТ мы можем увидеть запущенную болезнь Альцгеймера, такую как атрофия гиппокампа," Доктор. Мейе Винк сказал. "Но в этот момент мозговая ткань исчезла, и восстановить ее невозможно. Было бы полезно обнаружить и диагностировать болезнь, пока не стало слишком поздно."
Для нового исследования исследователи применили методы машинного обучения к специальному типу МРТ, называемому визуализацией спиновой метки артерий (ASL). ASL MRI используется для создания изображений, называемых картами перфузии, которые показывают, сколько крови доставляется в различные области мозга.
Программу автоматизированного машинного обучения учат распознавать закономерности на этих картах, чтобы различать пациентов с различным уровнем когнитивных нарушений и прогнозировать стадию болезни Альцгеймера в новых (невидимых) случаях.
В исследование были включены 260 из 311 участников из когорты деменции Медицинского центра Университета Альцгеймера, которые прошли МРТ ASL в период с октября 2010 г. по ноябрь 2012 г.
В исследуемую группу вошли 100 пациентов с вероятной болезнью Альцгеймера, 60 пациентов с легкими когнитивными нарушениями (MCI) и 100 пациентов с субъективным снижением когнитивных функций (SCD) и 26 здоровых людей из контрольной группы.
SCD и MCI считаются ранними стадиями процесса деменции и диагностируются на основе тяжести когнитивных симптомов, включая потерю памяти и проблемы с мышлением и принятием решений.
Автоматизированная система смогла эффективно различать участников с болезнью Альцгеймера, MCI и SCD. Используя классификаторы, основанные на автоматизированном обучении машинному обучению, исследователи смогли предсказать диагноз болезни Альцгеймера или прогрессирование у отдельных пациентов с высокой степенью точности, от 82 до 90 процентов.
"ASL – многообещающий альтернативный функциональный биомаркер для ранней диагностики болезни Альцгеймера," Доктор. Мейе Винк сказал.
Он добавил, что применение автоматизированных методов машинного обучения было бы полезно в качестве потенциального инструмента проверки.
"ASL MRI может идентифицировать изменения мозга, которые появляются на ранней стадии болезни, когда есть окно возможностей для вмешательства," Доктор. Мейе Винк сказал. "Если бы процесс заболевания от SCD до MCI и до болезни Альцгеймера можно было остановить или замедлить, этот метод мог бы сыграть роль в скрининге."