«GPS-карту» для управления нейронавигационными устройствами, разработанную исследователями рака Университета Кейс Вестерн Резерв, которая показала 92%-ную точность при обнаружении опухолей головного мозга, в ближайшее время начнут тестировать на пациентах Кливлендской клиники. Испытания, которые продлятся три года, финансируются за счет гранта в размере $600 000, выделенного Фондом V.
Грант был выделен исследовательницам Паллави Тивари, доценту кафедры биомедицинской инженерии Медицинской школы Университета Кейс Вестерн Резерв, и Алирезе Мохаммади, доценту кафедры нейрохирургии Кливлендской клиники.
Фонд V, финансирующий инновационные проекты в области исследования рака, был назван в честь американского баскетболиста, тренера и телеведущего Джима Вальвано по прозвищу Джимми V, умершего от аденокарциномы. С момента своего основания в 1993 году фонд выделил более $200 миллионов на изучение новых методов борьбы с раком.
По словам Тивари, одной из главных трудностей в лечении опухолей мозга является неточность. Послеоперационное обследование с помощью магнитно-резонансной томографии не способно точно оценить результативность лечения, поскольку рецидив рака и пострадиационные эффекты на снимках МРТ выглядят практически одинаково.
«Единственным вариантом подтверждения наличия заболевания в настоящее время является высокоинвазивная биопсия головного мозга, и каждая такая процедура стоит от $20 000 до $50 000. Более 15% пациентов, которые проходят повторную биопсию, получают неправильный диагноз из-за сложности выбора нужных участков опухоли, откуда следует произвести забор образца пораженной ткани», – отмечает Паллави Тивари, ведущий преподаватель Центра вычислительной визуализации и персонализированной диагностики на факультете биомедицинской инженерии, также являющаяся сотрудником Междисциплинарного онкологического центра Медицинской школы Кейс Вестерн Резерв.
Это и побудило ученую создать новый подход. Команда под ее руководством, проанализировав сотнии МРТ-изображений, разработала биомаркеры, которые позволят различать рецидив опухолей головного мозга и радиационные эффекты с точностью 92%.
«GPS-карта» укажет на рецидив рака
Свое изобретение они назвали «GPS-картой», или своего рода «тепловой картой» мозга, поскольку, как ожидается, она с помощью цветов сможет достоверно показать, в какой части опухоли произошел рецидив, или же это были изменения, вызванные действием ионизирующего излучения. «Мы будем использовать изображения плановых МРТ, загружать их в разработанный нашей командой компьютерный алгоритм и создавать «GPS-карту», которой сможет пользоваться хирург. Имея на руках тепловую карту с «горячими точками» рака, которая будет его направлять, специалист сможет найти правильный участок пораженной части мозга для проведения биопсии», – говорит Тивари.
Эта технология, по словам разработчиков, позволит спасать больше жизней и сократить расходы, отказавшись от ненужных обследований.
«Первый этап этого исследования был ретроспективным, что означает, что ученые рассматривали случаи, в отношении которых они уже знали результат, но тем не менее, точность, продемонстрированная новой технологией, была впечатляющей, – отметила Алирезе Мохаммади, имея в виду исследования по картированию, проведенные ее коллегой в 2016 и в начале 2019 года. – Сейчас мы пытаемся проверить полученный результат в клинических испытаниях, и если мы получим такую же высокую точность, потребность в повторной дорогостоящей биопсии для пациентов с раком мозга отпадет».
Упомянутые клинические испытания, по словам Тивари, запланированы на конец 2021 – начало 2022 года. До этого исследователи будут работать над совершенствованием вычислительных алгоритмов. Как отмечает Стэн Герсон, возглавляющий Междисциплинарный онкологический центр Медицинской школы Кейс Вестерн Резерв, новый грант позволит исследователям сфокусироваться на пользе для пациента.
«Использование технологии вычислительной визуализации позволит нам удовлетворить острую медицинскую потребность, связав инженеров-биомедиков с врачами-диагностами, – поясняет Герсон. – Я бы сказал, что мы превращаем обычных врачей в прогнозистов».
«Мы разрабатываем крутые технологии, в восторге от 90%-ной точности, но это ничего не значит до тех пор, пока мы не сможем подтвердить этот результат в клинических испытаниях, – говорит Тивари, – потому что только после их окончания пациенты смогут пользоваться преимуществами этих технологий. И это самый радостный и волнительный момент, именно он по-настоящему важен для нас».
