هوش مصنوعی در جراحی اعصاب عملکردی AI and Functional Neurosurgery
خلاصه مقاله
هوش مصنوعی در جراحی اعصاب عملکردی میتواند کمک کننده باشد…
#باجراحی_اعصاب_اشناشو
#نوروسرجری_عملکردی و
#هوش_مصنوعی
📌مقدمه:
مفهوم "هوش مصنوعی" در حال حاضر به طور گسترده در زمینه های مختلف علم و پزشکی استفاده می شود.
از نظر فنی، هوش مصنوعی یک فناوری ریاضی است که یک مسئله ذهنی را که به طور سنتی توسط انسان حل میشود، بطور خودکار حل میکند.
✔️ در حالحاضر، اصطلاح هوش مصنوعی بخشی از علوم کامپیوتر را نشان می دهد که در آن چنین راه حل هایی توسعه می یابند.
🟢اکثر مطالعات تجزیه و تحلیل شده در 5 حوزه اصلی جراحی مغز و اعصاب و یک منطقه ترکیبی انجام شده است:
1) neuro-oncology;
2) functional neurosurgery;
3) vascular neurosurgery;
4) spinal neurosurgery;
5) surgery for trauma brain injury;
6) other and related areas of neurosurgery
🔵کاربرد هوش مصنوعی در جراحی مغز و اعصاب عملکردی :
تقریباً 19٪ از مقالات در مورد استفاده از هوش مصنوعی در جراحی مغز و اعصاب به مسائل مربوط به جراحی مغز و اعصاب عملکردی، از جمله جراحی صرع می پردازند.
🔴داده های این مطالعات از الکتروانسفالوگرافی، الکتروکورتیکوگرافی، مگنتوآنسفالوگرافی، تصویربرداری پزشکی : magnetic resonance imaging یا MRI شامل تصویربرداری عملکردی و حالت استراحت، PET یا positron emission tomography, single-photon emission computed tomography
و همچنین تحریک عمیق مغز یا deep brain stimulation ، مانیتورینگ ویدئویی وضعیت بیمار، سوابق پزشکی، آنالیزهای بیوشیمیایی و ژنتیکی و دستگاه های wearable بهدست آمده است.
🟡از جمله task های معمولی که محققان در این مطالعات به آنها پرداخته اند، عبارتند از:
تشخیص صرع، فعالیت ictal و interictal ، پیش بینی کننده های تشنج ، تراکتوگرافی عملکردی ، جستجو برای بیومارکرهای epileptogenesis ، انتخاب بیمار برای جراحی صرع ، پیش بینی نتایج درمان صرع تشخیص بیماری پارکینسون، مطالعه مکانیسم های جبرانی عملکردی در بیماران مبتلا به بیماری پارکینسون، بررسی اختلالات حرکتی در بیماری پارکینسون، شناسایی الکتروفیزیولوژیک لرزش postural و حرکات ارادی همراه با essential tremor ، شناسایی اهداف، برنامه ریزی و تعدیل deep brain stimulation ، پیش بینی عوارض بعد از عمل ، پیش بینی نتایج decompression میکروواسکولار در اسپاسم hemi facial ، جستجو برای همبسته های الکتروفیزیولوژیکی درد نوروپاتیک ، تشخیص اختلالات عصبی روانی ، تحقیق درمورد مکانیسم های حافظه اپیزودیک و معنایی ، شناسایی مبتنی بر گفتار غالبیت نیمکره ، تشخیص تمرکز و تقسیم بندی ساختارهای مغز با قابلیت epileptogenic.
🟠این بخش از جراحی مغز و اعصاب با تنوع بیشتری از task های تحقیقاتی در مقایسه با neuro-oncology مشخص می شود. هم چنین عمدتاً به صرع و اختلالات حرکتی توجه می شود.
🟣منبع اصلی دادهها، فعالیت الکتریکی مغز بود که نه تنها از پوست سر، بلکه از قشر مغز و ساختارهای عمیق مغز از جمله specific neural ensembles ثبت میشد. با استفاده از میکروالکترودهای داخل جمجمه ای، محققان توانستند به طور مستقیم فعالیت الکتریکی مغز را اندازه گیری کنند و سپس آن را در مطالعات روی حافظه و گفتار تجزیه و تحلیل کنند.
📌نتیجه گیری:
علیرغم توسعه اخیر فناوریهای هوش مصنوعی، یادگیری ماشینی و روشهای تجزیه و تحلیل داده کلان مرتبط، این فناوریها هنوز کاربردهای گسترده و سیستماتیک در جراحی مغز و اعصاب را به دست نیاوردهاند.البته یک محدودیت عینی برای پیشرفت سریع در این زمینه ، حجم ناکافی داده های با کیفیت بالا (که برای پزشکی سنتی است) میباشد. در حال حاضر، شواهد کافی برای تصمیم گیری در مورد کاربرد، ایمنی و امکان اقتصادی تکنیک های هوش مصنوعی در جراحی مغز و اعصاب وجود ندارد. بنابراین، نمی توان فرض کرد فناوری هوش مصنوعی قادر است کاملا جایگزین روش های سنتی و معمول پزشکی شود.
با این حال، با توجه به پتانسیل قوی هوش مصنوعی، قطعا میتوان نیاز به توسعه و آزمایش گسترده این روشها را در علم و عمل پزشکی مطرح کرد.
منابع :
https://doi.org/10.17691/stm2020.12.5.12
https://doi.org/10.17691/stm2020.12.6.12
✅گردآورنده: دکتر معصومه حسینی
✅ادیتور: دکتر بردیا حاجی کریملو
مارا به دوستان خود معرفی کنید…🌱
مقالات مرتبط
کنسر غده پینه آل
غده پینهآل یا غده کاجی یا غده اپیفیز یا غده صنوبری تودهٔ بافتی مخروطیشکل کوچکی است که در خط وسط مغز، در قسمت فوقانی مرز خلفی بطن سوم قرار دارد. در نمای تاجی، غده در زیر چنبره جسم پینه ای و بالا و خلف تکتوم مغز میانی قرار دارد. این غده درونریز و متشکل از سلولهای پینهآل و بینابینی میباشد و در عمق مغز (دیانسفال) و در بین دو نیمکره چپ و راست مخ قرار دارد. هورمون ملاتونین و سروتونین را ترشح میکند. سلول های اصلی غده صنوبری پینه آلوسیت ها هستند. ساختارهای تشریحی مهم در مجاورت غده صنوبری عبارتند از: قدامی: بطن سوم - قدامی فوقانی: هسته هابنولار - فوقانی: وریدهای داخلی مغز، ورید جالینوس ، استریا مدولاریس، چنبره جسم پینه ای و velum interpositum - خلفی تحتانی: مخزن مخچه فوقانی - پایین: کولیکول های فوقانی مغز میانی - قدامی تحتانی: کمیسور خلفی. علت تومورهای غده صنوبری بر اساس طبقه بندی هیستوپاتولوژیک: تومورهای پارانشیم صنوبری - پینهوسیتوم - تومور پارانشیم پینه آل با تمایز متوسط - پینهئوسیتوم - تومور پاپیلاری ناحیه پینه آل - تومورهای سلول زایا - تومورهای سلول زایای ژرمینوماتوز - تومورهای سلول زایای غیر ژرمینوماتوز - کارسینوم جنینی - تراتوم نابالغ و بالغ ، ... می توان نام برد. تومورهای سلول زایا با سندرم کلاین فلتر، سندرم داون و نوروفیبروماتوز نوع 1 ارتباطی وجود دارد. هم چنین بر اساس هیستواتولوژی پینه آل را می توان به :پینهئوسیتوم - تومورهای پارانشیمی پینه آل با تمایز متوسط - تومور پاپیلاری ناحیه پینه آل - پینئوبلاستوم - ژرمینوما تقسیم بندی کرد. تظاهرات بالینی برای همه تومورهای ناحیه پینه آل ثانویه به هیدروسفالی انسدادی و فشرده سازی تکتوم است مانند : هیدروسفالی - سه گانه کوشینگ - تورم دو طرفه عصب بینایی - فلج دو طرفه عصب ششم - فشرده سازی تکتوم (سندرم پارینو) - اختلال در دید رو به بالا و دید رو به پایین - فشرده سازی مرکز نگاه عمودی در هسته بینابینی medial longitudinal fasciculu - تفکیک نور نزدیک - فشرده سازی هسته پرتکتال در کولیکول فوقانی - نیستاگموس همگرایی - جمع شدن پلک - آسیب به رشته های فوق هسته ای عصب سوم در مغز میانی خلفی. از تست های تشخیصی شامل AFP، b-HCG و آلکالین فسفاتاز جفتی می باشند. تجزیه و تحلیل CSF، که در صورت عدم وجود هیدروسفالی یا با پونکسیون کمری، برای اکثر تومورها مفید است. تصویربرداری : (MRI) با و بدون افزایش گادولینیوم استاندارد طلایی ارزیابی تومورهای ناحیه پینه آل است. با این حال، اگر در دسترس نباشد، CT ( کلسیفیکاسیون در غده صنوبری بزرگسالان )، آنژیوگرافی و سونوگرافی (در نوزادان) نقش دارند. متاستاز CSF را می توان در پینئوبلاستوما (متاستاز دیستال ) و در ژرمینوم ها (متاستاز پروگزیمال) مشاهده کرد. برای درمان : در صورت عدم وجود هیدروسفالی --> تومور مارکرهای به دست آمده --> در صورت مثبت بودن --> درمان براساس آسیب شناسی: • اگر تشخیص منفی : بیوپسی (استریوتاکتیک، آندوسکوپی). یا رزکسیون (بر اساس یافته های اولیه رادیوگرافی یا یافته های پاتولوژی) • در صورت وجود هیدروسفالی --> انحراف مایع CSF؛ بهترین گزینه آندوسکوپی ونتریکولوستومی سوم (همیشه در طول ETV بیوپسی رااز قسمت خلفی بطن سوم انجام دهید) --> ونتریکولوستومی آندوسکوپی سوم برداشتن و جراحی: تمام تومورهای پارانشیم پینه آل, تراتوم بالغ, تومور باقیمانده پس از شیمی درمانی + رادیوتراپی تشخیص های افتراقی:ضایعات غیر نئوپلاستیک کیستیک- کیست پینه آل - cavum veli interpositum - کیست عنکبوتیه - تومورهای پارانشیم صنوبری - تومورهای سلول زایا - تومورهای ناحیه پینه آل تومور می تواند منجر به عوارض مختلفی شود: اختلال عملکرد هیپوتالاموس و غدد درون ریز - اختلال در عملکرد حرکت خارج چشم - خونریزی - انفارکتوس وریدی - تشنج - همی پارزی - آتاکسی
هاروی کوشینگ
هاروی ویلیام کوشینگ پدر جراحی اعصاب نوین و چهره برجسته انجمن جراحی اعصاب آمریکاست. وی در ۸اپریل ۱۸۶۹ در اوهایو متولد شد. او در سال ۱۸۹۱ از دانشگاه Yale فارغ التحصیل شد، سپس در دانشگاه هاروارد در رشته پزشکی مشغول به تحصیل گشت و در سال ۱۸۹۵ مدرک پزشکی خود را دریافت کرد. پس از فارغ التحصیلی در بیمارستان John Hopkins زیر نظر جراح مشهور، William S.Halsted مشغول به یادگیری جراحی شد. تا سال ۱۸۹۹ کوشینگ به مرور به جراحی سیستم عصبی علاقه مند شد و حرفه خود را در جراحی مغز و اعصاب آغاز کرد.