Umelá inteligencia preniká do všetkých fáz MR diagnostiky
Nielen o vývoji a novinkách v oblasti zobrazovania magnetickou rezonanciou (MR) sme hovorili s MUDr. Víťazoslavom Belanom, PhD., ktorý je od minulého roka na pozícii Chief Innovation Officer spoločnosti Pro Diagnostic Group (PDG), vedúceho poskytovateľa zdravotnej starostlivosti v oblasti rádiológie a nukleárnej medicíny na Slovensku, a zároveň stále pôsobí ako lekár na pracovisku Dr. MAGNET Kramáre. Problematikou vyšetrovania pomocou „magnetov“ sa zaoberá už tridsať rokov, teda od ich príchodu na Slovensko, a svoje bohaté skúsenosti využíva nielen pri práci s pacientmi, ale aj pri zavádzaní inovácií v rámci celej skupiny.
Pracovisko Dr. MAGNET na Kramároch bolo podľa V. Belana inovatívne a progresívne už od prvopočiatku, a ostáva aj naďalej. „Máme desaťročné skúsenosti s prístrojom Philips 3,0T Ingenia Omega HP, je to relatívne veľa rokov, máme však najmodernejší software, pokročilý systém IntelliSpace Portal, s možnosťou vyskúšať akékoľvek nové klinické aplikácie. Výhodou je, že keď sa niektorá inovatívna technológia osvedčí na našom pracovisku, veľmi jednoducho ju môžeme preniesť aj na ostatné pracoviská PDG. V rámci našej skupiny je väčšina zobrazovacích zariadení Philips a celkom päť ‚magnetov‘ zmieňovaného typu,“ konštatuje.
Vysoká rýchlosť a vysoké rozlíšenie súčasne
Ako pripomína doktor Belan, vo vývoji MR zobrazovacích systémov sa objavujú dve hlavné tendencie. Po prvé sa pracuje na tom, aby sa skrátil čas akvizície, takže všetci veľkí MR výrobcovia sa snažia, aby bolo možné bežné MR vyšetrenie v každej diagnostickej oblasti urobiť za päť minút. Druhým smerom je zlepšenie rozlíšenia MR snímok. S tým súvisí aj redukcia pohybových artefaktov. „Veľkú úlohu pri tom hrá umelá inteligencia, ktorá preniká do všetkých oblastí ľudskej činnosti, medicínu nevynímajúc. Dá sa predpokladať, že práve v rádiológii bude v popredí a zasiahne všetky fázy procesu použitia magnetickej rezonancie – to znamená od nastavenia sekvencie pre konkrétneho pacienta cez akvizíciu dát, tvorbu obrazov, detekciu, kvantifikáciu až po diagnostiku,“ naznačuje V. Belan. Z hľadiska hardwarového je veľkou tendenciou dosiahnuť supravodivosť magnetov pomocou ochladzovania len malým množstvom hélia alebo bez neho: „Vďaka tomu sú prístroje ľahšie a jednoduchšie, čo by mohlo viesť k ich širšej dostupnosti. Aj keď na Slovensku a možno aj v Čechách toto nie je tou hlavnou témou, celosvetovým trendom je expandovať supravodivé magnety a MR zariadenia s malým množstvom hélia.“
V súvislosti so skrátením vyšetrenia a zlepšením rozlíšenia sa MUDr. Belan okrem iného zmienil o využitie akceleračných techník. „Pozitívne skúsenosti máme s technológiou Compressed SENSE, kedy komprimované 2D a 3D skeny môžu byť až o päťdesiat percent rýchlejšie pri zachovanej kvalite rozlíšenia. Už v tejto chvíli však firma oznámila vývoj ďalšej generácie Compressed SENSE s využitím umelej inteligencie. Veľmi očakávame, že táto ‚next generation‘ bude významným faktorom rozvoja softwarového vylepšenia,“ dodáva doktor Belan s tým, že na jeho pracovisku majú k dispozícii aj klinickú aplikáciu MultiBand SENSE, ktorá umožňuje robiť aj traktografiu a funkčné vyšetrenie mozgu vysokou rýchlosťou a s vysokým rozlíšením súčasne. Do portfólia najnovších inovácií na báze „artificial intelligence“ (AI) patrí technológia rýchleho zobrazovania novej generácie SmartSpeed, ktorá je navrhnutá tak, aby podporovala väčšinu súčasných klinických protokolov. Využiteľná je napríklad aj u pacientov, ktorí majú problémy so zadržovaním dychu v priebehu vyšetrenia alebo ktorí majú MR podmienené implantáty.
Od multiparametrického vyšetrenia a kvantifikácie mozgu...
„Vďaka tomu, že sme na našom pracovisku od začiatku boli najviac naviazaní na Neurochirurgickú kliniku v Univerzitnej nemocnici v Bratislave, tak sme boli inovatívni najmä čo sa týka komplexného vyšetrenia mozgu – pred operáciou, po operácii aj pri sledovaní počas liečby pacientov s mozgovými nádormi. Už pred mnohými rokmi sme teda zaviedli rozšírený protokol, nazvali sme ho BGBT, to znamená bratislavské odporúčania pre mozgové nádory – dnes by bol moderný názov multiparametrické vyšetrenie mozgu –, čo zahŕňa všetky spôsoby perfúznych techník, spektroskopiu, traktografiu a funkčné vyšetrenie mozgu. Toto naše odporučenie sa stalo známe, a hoci je pojem BGBT protokol zastaraný, stále sa používa,“ spomína V. Belan. Dodáva, že od roka 2014 pracujú so systémom icobrain firmy icometrix, ktorý umožnil v rutinnej praxi robiť kvantifikáciu a volumometriu mozgu, čo je využiteľné napríklad pre hodnotenie progresie pacientov so sklerózou multiplex alebo s demenciou. „Nutné je však dodať, že u všetkých našich pacientov, detských aj dospelých, ktorí sú indikovaní k vyšetreniu mozgu, štandardne robíme izotropné 3D sekvencie FLAIR alebo T1 vážené, ktoré sú nevyhnutné pre uvedené programy,“ podotýka doktor Belan.
... až po pokročilú a spoľahlivejšiu detekciu či diagnostiku
A ktorými inováciami sa v Dr. MAGNET na Kramároch a v PDG zaoberajú v súčasnosti? „Spolupracujeme s akademickými pracoviskami na Slovensku, ktoré majú výskumné úlohy, zúčastňujeme sa biomedicínskych štúdií a sledujeme ďalšie inovačné možnosti, ktoré sa snažíme zavádzať do bežnej praxe. Radi by sme taktiež naviazali tesnejší kontakt s referenčnými pracoviskami výrobcov zobrazovacích technológií, aby sme jednoducho neobjavovali niečo, čo už je niekde objavené, aj keď možno nie rutinne dostupné alebo využívané,“ vysvetľuje MUDr. Belan.
Teraz sa napríklad venujú testovaniu techniky 3D APT – amide proton transfer –, ktorá sa zdá byť veľmi perspektívna pre spoľahlivejšie MR mozgu v neuroonkológii. Táto unikátna „contrast-free“ zobrazovacia metóda využíva prítomnosť endogénnych bunečných proteínov k produkcii MR signálu, ktorý priamo koreluje s bunečnou proliferáciou, teda markerom nádorovej aktivity. Pomôcť by mohla pri odlíšeniu gliómov nízkeho a vysokého stupňa alebo progresie tumoru od zmien indukovaných liečbou. „Iná oblasť, ktorú skúšame, je neinvazívna detekcia onkometabolitu 2-hydroxyglutarátu v IDH-mutovaných gliálnych nádoroch pomocou MR spektroskopie, čo by pomohlo predoperačne stanoviť významný genetický marker gliómov,“ naznačuje V. Belan a dodáva, že v oblasti neuroradiológie sa zameriavajú aj na zobrazenie neuromelanínu pri diagnostike Parkinsonovej choroby alebo majú veľmi pekný protokol pre MR vyšetrenie normotenzného hydrocefalu.
„Ďalším smerom, kde by sme chceli byť dobrí a pokročilí, je diagnostika karcinómu prostaty, pričom aktuálne testujeme rôzne platformy posúdení multiparametrického MR vyšetrenia. Sme tesne pred výberom vhodného softwaru, ktorý by mal automaticky robiť kvantifikáciu a volumometriu, nielen pre celkový objem prostaty, ale aj u detegovaných ložísk. To by nám samozrejme výrazne uľahčilo detekciu a diagnostiku, či ide o klinicky signifikantný nádor. Snažíme sa aj o inovatívny prístup, čo sa týka vyšetrovania plodov, veľmi zaujímavou oblasťou je taktiež možnosť stanovenia hydropsu endolymfy,“ konštatuje.
Skleróza multiplex (nie) je na okraji záujmu
MUDr. Belan je aj predsedom Sekcie magnetickej rezonancie pri skleróze multiplex Slovenskej rádiologickej spoločnosti, SLS, ktorá má asi tridsať členov naviazaných na 14 center zaoberajúcich sa pacientmi s roztrúsenou sklerózou. „Väčšina rádiológov má, bohužiaľ, ten názor, že skleróza multiplex je z hľadiska rádiológie veľmi okrajová oblasť. Čo tak celkom nie je, pretože postihuje mladých ľudí, ktorí pravidelne chodia na kontroly. To znamená, že celkovo je vyšetrení veľa a je to otázka pre všetkých, ktorí robia MR mozgu,“ konštatuje s tým, že význam MR ako biomarkeru v prípade sklerózy multiplex rastie – nech už relaps-remitentnej alebo sekundárne progresívnej formy –, aj keď to nie je jediná metóda, ktorá v diagnostike a monitorovaní hrá úlohu. Ide o dôležitý parameter pre stanovenie diagnózy, ako aj pre určenie prognózy, a ďalej pre monitoring počas liečby vrátane sledovania nežiaducich účinkov.
V tejto súvislosti dr. Belan spomenul nový spoločný európsky a americký konsenzus pre použitie MR u pacientov s roztrúsenou sklerózou z roku 2021, za ktorým stoja tri autority – MAGNIMS (Magnetic Resonance Imaging in MS), CMSC (Consortium of Multiple Sclerosis Centres) a NAIMS (North American Imaging in Multiple Sclerosis). „Tento konsenzus prenáša výsledky výskumu do klinickej praxe, s cieľom zlepšiť využitie MR na diagnostiku, prognózu a monitorovanie jedincov so sklerózou multiplex. Odporúča mimo iné zmeny v akvizičných protokoloch a zdôrazňuje hodnotu 3D FLAIR ako hlavnej sekvencie, aby sa zlepšila diagnostická presnosť a schopnosť identifikovať nové lézie. Túto modernú sekvenciu, ktorá poskytuje vynikajúce zobrazenie, naviac vo výbornom čase skenovania, sme na našom pracovisku využívali už dlhodobo a vieme ju veľmi dobre nastaviť pomocou MR Ingenia,“ vysvetľuje V. Belan a dodáva, že nová guidelines takisto odporúčajú uvážlivé použitie kontrastných látok na báze gadolínia na špecifické klinické účely a ďalej využívanie kvantifikácie a volumometrie pri spracovaní MR dát.
„Sú práce, ktoré ukazujú, že MR ako biomarker dokáže podchytiť zmeny, ktoré sú subklinické, a že môže prispieť k rýchlejšiemu stanoveniu klinicky definitívnej sklerózy multiplex. Rutinným zavedením volumometrie je taktiež možno detegovať atrofiu mozgu ako jedno z kritérií pre suboptimálnu liečbu. Posunuli sme sa vďaka tomu od kritérií NEDA3 na úroveň NEDA4, kedy sa berie do úvahy práve ročný pokles objemu mozgu. Keď je to viac ako 0,4 %, liečba nie je optimálna, keď je to menej, odpovedá úrovni normálnej populácii,“ uvádza V. Belan. Ako ďalej podotýka, umelá inteligencia sa však v súčasnosti využíva nielen pre detekciu a kvantifikáciu, ale aj pre reporting. „Teraz skúšame jeden certifikovaný produkt, označuje sa ako ‚pre-populated report‘ – ide o už predvyplnený popis, ktorý obsahuje kvantitatívne údaje s interpretáciou. Pre lekára to znamená pomerne výrazne uľahčenie a úsporu času pri tvorbe popisu. Takže to je taký smer, ktorý bude nasledovať, a možno už tento rok ho zavedieme do rutinnej praxe,“ naznačuje MUDr. Belan.
Vzdelávanie, uznanie a financie
Podľa neho na Slovensku aktuálne neexistujú významné limitácie, ktoré by bránili použití MR v klinickej praxi liečby sklerózy multiplex. Pacientov je možno diagnostikovať včas a aj riadne monitorovať po čas liečby. „Isté medzery sú ale vo vzdelávaní lekárov, preto sú dôležité odborné akcie v gescii našej sekcie či spoločnosti, kde sa budú šíriť novinky z odboru vrátane nových odporúčaní. Vo spolupráci s firmou Philips sa nám napríklad minulý rok podarilo pod hlavičkou Slovenskej rádiologickej spoločnosti a Slovenskej lekárskej komory uskutočniť ‚face-to-face‘ MR workshop, ktorý bol predovšetkým prakticky zameraný na využitie pracovnej stanice IntelliSpace Portal pri diagnostike mozgu a prostaty. Účastníci si tak mohli na konzolách skúsiť rôzne možnosti a klinické aplikácie pre ďalšie spracovanie obrazových dát. Myslím si, že do budúcna je toto cesta ako organizovať prakticky zamerané vzdelávania,“ je presvedčený V. Belan.
A čo by si podľa neho slovenská rádiológia pre svoj ďalší budúci rozvoj najviac zaslúžila? Sú to dve veci – uznanie od ostatných medicínskych disciplín, pretože diagnostická i intervenčná rádiológia v posledných rokoch zaznamenávajú úspechy, a ďalej finančné prostriedky. „Nielen na nákup moderných prístrojov a inovácie techniky, ale taktiež na využitie umelej inteligencie a pre personál. Na Slovensku je taká špeciálna situácia, že akademická rádiológia sa posúva dopredu len pozvoľna, aj tu sa však uskutočňujú zmeny. Napríklad je vypracovaný rezidenčný program pre mladých rádiológov, ktorý garantuje ministerstvo zdravotníctva a ktorý by mal znamenať rozvoj nielen akademickej rádiológie, ale aj vzdelávania rádiológov,“ uzatvára doktor Belan.