Ο πλακούντα είναι ένα από τα πιο ζωτικά όργανα όταν μια γυναίκα είναι έγκυος. Αν δεν λειτουργεί σωστά, οι συνέπειες μπορεί να είναι ολέθριες: τα παιδιά μπορεί να εμφανίσουν καχεκτική ανάπτυξη και νευρολογικές διαταραχές, και οι μητέρες τους είναι σε αυξημένο κίνδυνο των παθήσεων του αίματος, όπως η προ-λαμπρησία, η οποία μπορεί να βλάψει τα νεφρά και ηπατικής λειτουργίας.
Δυστυχώς, η αξιολόγηση της υγείας του πλακούντα είναι δύσκολη λόγω των περιορισμένων πληροφοριών που μπορούν να αντληθούν από την απεικόνιση. Οι παραδοσιακοί υπέρηχοι είναι φθηνοί, φορητοί και εύκολοι στην εκτέλεση, αλλά δεν μπορούν πάντα να αιχμαλωτίσουν αρκετές λεπτομέρειες. Αυτό έχει ωθίσει τους ερευνητές να εξερευνήσουν τις δυνατότητες της απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (μαγνητική τομογραφία). Ακόμα και με τις MRIs, όμως, η καμπυλωτή επιφάνεια της μήτρας κάνει τις εικόνες δύσκολο να ερμηνευθούν.
Αυτό το πρόβλημα τράβηξε την προσοχή μιας ομάδας ερευνητών από το εργαστήριο πληροφορικής και τεχνητής νοημοσύνης του MIT (CSAIL), που αναρωτήθηκαν αν το σχήμα του πλακούντα μπορεί να ισοπεδωθεί με κάποια εντυπωσιακή γεωμετρία.
Τον επόμενο μήνα θα δημοσιεύσουν ένα χαρτί που θα δείχνει ότι μπορεί. Ο νέος τους αλγόριθμος ξεδιπλώνει εικόνες από μαγνητικές τομογραφίες για να απεικονίσει καλύτερα το όργανο. Για παράδειγμα, οι εικόνες τους δείχνουν με μεγαλύτερη σαφήνεια τα "cotyledons", κυκλικές δομές που επιτρέπουν την ανταλλαγή θρεπτικών συστατικών μεταξύ της μητέρας και του αναπτυσσόμενου παιδιού ή των παιδιών της. Η δυνατότητα να απεικονίσει τέτοιες δομές θα μπορούσε να επιτρέψει στους γιατρούς να διαγνώσουν και να θεραπεύσουν ζητήματα του πλακούντα πολύ νωρίτερα στην εγκυμοσύνη.
«Η ιδέα είναι να ξεδιπλωθεί η εικόνα του πλακούντα ενώ βρίσκεται στο σώμα, έτσι ώστε να φαίνεται παρόμοιο με το πώς οι γιατροί χρησιμοποιούνται για να το δουν μετά την παράδοση», αναφέρει ο μαθητής του Πανεπιστημίου Mazdak Abulnaga, επικεφαλής συγγραφέας του νέου εγγράφου με τους καθηγητές του MIT Τζάστιν Σόλομον και Πωλίνα Γκόσαντ. "Ενώ αυτό είναι απλώς ένα πρώτο βήμα, πιστεύουμε ότι μια τέτοια προσέγγιση έχει τη δυνατότητα να γίνει μια τυποποιημένη μέθοδος απεικόνισης για τους ακτινολόγους."
Η golland λέει ότι ο αλγόριθμος θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί στην κλινική έρευνα για την εξεύρεση συγκεκριμένων βιοδεικτών που σχετίζονται με την κακή υγεία του πλακούντα. Η έρευνα αυτή θα μπορούσε να βοηθήσει τους ακτινολόγους να εξοικονομήσουν χρόνο και να εντοπίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τις προβληματικές περιοχές χωρίς να χρειάζεται να εξετάσουν πολλές διαφορετικές φέτες του πλακούντα.
Ο Chris Kroenke, αναπληρωτής καθηγητής στο Πανεπιστήμιο υγείας και Επιστημών του Όρεγκον, αναφέρει ότι το έργο ανοίγει πολλές νέες δυνατότητες για την παρακολούθηση της υγείας του πλακούντα.
"Οι βιολογικές διεργασίες που βρίσκονται στη δική τους εικόνα δεν είναι εντελώς κατανοητές, ούτε είναι γνωστό αν ένα τυπικό μοτίβο πρέπει να αναμένεται για έναν δεδομένο πληθυσμό", λέει ο Kroenke, ο οποίος δεν συμμετείχε στην εφημερίδα. "Τα εργαλεία που παρέχονται από αυτό το έργο θα βοηθήσουν σίγουρα τους ερευνητές να αντιμετωπίσουν αυτές τις ερωτήσεις στο μέλλον".
Ο Abulnaga, ο Σόλομον και η Γκόσελ συνέγραψαν το έγγραφο με τον πρώην μεταιατρό Μιχαήλ Μπειμτσσόφ και τους συνεργάτες τους, Εσρα αμπτσί Τερκ και π. Έλεν Γκραντ του Νοσοκομείου Παίδων της Βοστόνης (BCH). Ο Γκραντ είναι ο διευθυντής του Κέντρου Νευροαπεικόνισης και ανάπτυξηςτης BCH, και καθηγητής Ακτινολογίας και Παιδιατρικής στην ιατρική σχολή του Χάρβαρντ. Η ομάδα συνεργάστηκε επίσης στενά με συνεργάτες στο γενικό νοσοκομείο της Μασαχουσέτης (MGH) και τον καθηγητή του ΜΙΤ έλλον Αδαδσταστάινσον.
Η εφημερίδα θα παρουσιαστεί στις Οκτώβριος 14 στο Σενζέν της Κίνας, στο Διεθνές Συνέδριο για την ιατρική πληροφορική και την παρέμβαση μέσω υπολογιστή.
Ο αλγόριθμος της ομάδας πρώτα διαμορφώνει το σχήμα του πλακούντα υποδιαιρώντας το σε χιλιάδες μικροσκοπικές πυραμίδες, ή τετραχίντρα. Αυτό εξυπηρετεί μια αποτελεσματική αναπαράσταση για τους υπολογιστές για την εκτέλεση λειτουργιών για το χειρισμό του σχήματος. Στη συνέχεια, ο αλγόριθμος τακτοποιεί αυτές τις πυραμίδες σε ένα πρότυπο που μοιάζει με το πεπλαπασμένο σχήμα που κρατά ένας πλακούντα μόλις βγει από το σώμα. (Ο αλγόριθμος το κάνει αυτό, ουσιαστικά μετακινώντας τις γωνίες των πυραμίδες στην επιφάνεια του πλακούντα για να ταιριάξει με τα δύο παράλληλα επίπεδα του προτύπου και αφήνοντας τα υπόλοιπα να γεμίσουν το νέο σχήμα.)
Το μοντέλο πρέπει να κάνει μια ανταλλαγή μεταξύ των πυραμίδες που ταιριάζουν με το σχήμα του προτύπου και ελαχιστοποιώντας την ποσότητα της στρέβλωσης. Η ομάδα έδειξε ότι το σύστημα μπορεί τελικά να επιτύχει ακρίβεια σε κλίμακα μικρότερη από ένα voτρέξελ (ένα 3-δ pixel).
Το έργο απέχει πολύ από το πρώτο που στοχεύει στη βελτίωση της ιατρικής απεικόνισης με την πραγματική χειραγώγηση των εν λόγω εικόνων. Υπήρξαν πρόσφατες προσπάθειες για να ξεδιπλωθούν οι σαρώσεις των πλευρών, και οι ερευνητές έχουν περάσει πολλά χρόνια αναπτύσσοντας τρόπους για να ισοπεδώσουν εικόνες του εγκεφαλικού φλοιού του εγκεφάλου για να απεικονίσουν καλύτερα τις περιοχές μεταξύ των πτυχών.
Εν τω μεταξύ, οι εργασίες που αφορούν τη μήτρα είναι πολύ νεότερες. Οι προηγούμενες προσεγγίσεις σε αυτό το πρόβλημα επικεντρώθηκαν στην ισοπέδωση διαφορετικών στρωμάτων του πλακούντα ξεχωριστά. Η ομάδα λέει ότι αισθάνονται ότι η νέα ογκομετρική μέθοδος έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη συνέπεια και λιγότερη παραμόρφωση, επειδή χαρτογραφεί ολόκληρο τον πλακούντα 3-δ ταυτόχρονα, επιτρέποντάς του να διαμορφώσει πιο στενά τη φυσική διαδικασία που ξεδιπλώνεται.
"Το έργο της ομάδας παρέχει ένα πολύ κομψό εργαλείο για την αντιμετώπιση του προβλήματος του ακανόνιστου σχήματος του πλακούντα που είναι δύσκολο να γίνει είδωλο", λέει ο Κροένκε.
Ως επόμενο βήμα, η ομάδα ελπίζει να συνεργαστεί με το MGH και το BCH για να συγκρίνουν απευθείας τις ενδομονομήθες εικόνες με τις ίδιες θέσεις μετά τη γέννηση. Επειδή ο πλακούντα χάνει υγρό και αλλάζει σχήμα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γέννησης, αυτό θα απαιτήσει τη χρήση ενός ειδικού θαλάμου σχεδιασμένο από MGH και BCH όπου οι ερευνητές μπορούν να βάλουν τον πλακούντα αμέσως μετά τη γέννηση.
Ο πηγαίος κωδικός για το έργο είναι διαθέσιμος στο GitHub. Το έργο υποστηρίχθηκε εν μέρει από το Εθνικό Ινστιτούτο παιδικής υγείας και ανθρώπινης ανάπτυξης, το Εθνικό Ινστιτούτο Βιοϊατρικής απεικόνισης και βιομηχανικής, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, την Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ και τις φυσικές επιστήμες και τη μηχανική έρευνα Συμβούλιο του Καναδά.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου