Может ли новая система искусственного интеллекта привести к более раннему выявлению аутизма с помощью DT-MRI?

Хотя в недавнем отчете Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) отмечается, что 30 процентам детей с аутизмом не был поставлен диагноз в возрасте восьми лет, новые исследования показывают, что сочетание искусственного интеллекта (ИИ) и диффузионного тензорного магнитного резонанса визуализация (DT-MRI) облегчает обнаружение аутизма у детей в возрасте от двух до четырех лет.^1,2

В исследовании, которое будет представлено на ежегодной конференции Радиологического общества Северной Америки (RSNA) на следующей неделе в Чикаго, исследователи изучили использование системы на основе машинного обучения, которая оценивает маркеры связи, извлеченные из сканирований мозга DT-MRI, которые позволяют визуализировать, как вода перемещается по путям белого вещества. В группу исследования вошли 126 детей с аутизмом и 100 нормально развивающихся детей. Согласно исследованию, все дети в когорте были в возрасте от двух до четырех лет.²

Исследователи обнаружили, что система, основанная на машинном обучении, продемонстрировала 97-процентную чувствительность, 98-процентную специфичность и 98,5-процентную точность при диагностике расстройств аутистического спектра (РАС).²

Отметив, что система машинного обучения предоставляет подробный отчет, включающий информацию о пораженных нервных путях, потенциальном влиянии на функциональность мозга и степени тяжести аутизма, авторы исследования предположили, что этот метод может сыграть значительную роль в диагностической работе пациентов с РАС.

«Визуализация обещает быстрое обнаружение аутизма объективным способом», — отметил соавтор исследования Грегори Н. Барнс, доктор медицинских наук, профессор неврологии и директор Детского центра аутизма Нортона в Луисвилле, Кентукки. «Мы предполагаем, что оценка аутизма начнется с DT-MRI, за которой последует сокращенный сеанс с психологом для подтверждения результатов и руководства родителями по следующим шагам. Этот подход может снизить рабочую нагрузку психологов до 30%».

Доктор Барнс отметил, что DT-MRI предлагает уникальные преимущества для этой группы пациентов.

«Аутизм – это прежде всего болезнь неправильных связей внутри мозга», – подчеркнул доктор Барнс. «ДТ-МРТ фиксирует эти аномальные связи, которые приводят к симптомам, часто возникающим у детей с аутизмом, таким как нарушение социального общения и повторяющееся поведение».

Три ключевых вывода

1. Раннее выявление с помощью искусственного интеллекта и DT-MRI. В исследовании подчеркивается, что сочетание искусственного интеллекта (ИИ) и диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии (ДТ-МРТ) может способствовать раннему выявлению расстройств аутистического спектра (РАС) у детей в возрасте от двух до четырех лет. Этот подход предлагает многообещающий метод выявления РАС в более молодом возрасте по сравнению с традиционными диагностическими сроками.
2. Высокая точность диагностики. Система, основанная на машинном обучении, использующая маркеры связи, извлеченные из сканирований мозга DT-MRI, продемонстрировала впечатляющую точность диагностики РАС. Имея уровень чувствительности 97 процентов, уровень специфичности 98 процентов и уровень точности 98,5 процентов, система показала высокую эффективность в различении детей с аутизмом и нормально развивающихся детей в пределах указанной возрастной группы.
3. Потенциальное влияние на рабочий процесс диагностики. Исследователи предполагают, что реализация этого диагностического подхода на основе искусственного интеллекта и DT-МРТ может упростить процесс диагностики РАС. Предоставляя подробный отчет о пораженных нервных путях, потенциальном влиянии на функциональность мозга и степени тяжести аутизма, система может сыграть значительную роль в диагностической работе. Это потенциально может снизить рабочую нагрузку психологов на 30%, предлагая более эффективный и объективный метод оценки расстройств аутистического спектра.

(Примечание редактора: соответствующий контент см. «Новое исследование МРТ выявило характерные закономерности взаимодействия белого вещества у людей с аутизмом” и “Исследование показывает, что количественная МРТ может обнаруживать биомаркеры неврологических заболеваний у подростков с крайне преждевременными родами.»)

Мохаммед Худри, бакалавр наук, соавтор исследования, добавил, что система машинного обучения может способствовать более раннему вмешательству, которое может значительно улучшить качество жизни пациентов с РАС.

«Наш подход — это новое достижение, которое позволяет раннее выявление аутизма у младенцев в возрасте до двух лет», — добавил Худри, приглашенный научный сотрудник Университета Луисвилля в Кентукки. «Мы считаем, что терапевтическое вмешательство в возрасте до трех лет может привести к лучшим результатам, включая возможность для людей с аутизмом достичь большей независимости и более высокого IQ».

Сообщается, что авторы исследования работают над получением разрешения 510(k) от Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) на систему машинного обучения.

Рекомендации

1. Сеть мониторинга аутизма и нарушений развития (ADDM). Отчет сообщества об аутизме в 2023 году: снимок расстройств аутистического спектра среди 4-летних и 8-летних детей в нескольких сообществах по всей территории Соединенных Штатов в 2023 году. Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC). Доступны на: https://www.cdc.gov/ncbddd/autism/addm-community-report/index.html . По состоянию на 21 ноября 2023 г.

2. Худри М., Абдельрахим М., Эль-Накиб Ю. и др. Ранняя оценка РАС с использованием анализа DTI и машинного обучения. Представлено на 109-й научной ассамблее и ежегодном собрании RSNA 2023 26–30 ноября 2023 г. Доступно по адресу: https://www.rsna.org/annual-meeting . По состоянию на 21 ноября 2023 г.