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
سندروم یا بیماری تقاطع
سندرم تقاطع وضعیتی است که قسمت اول بداکتور پولیسیس لونگوس و اکستانسور پولیسیس برویسو دومکستانسور کارپی رادیالیس برویس/اکستانسور کارپی رادیالیس لانگوس, اکستنسورهای خلفی مچ را تحت تاثیر قرار می دهد.اصطکاک مکرر در محل اتصال که در آن تاندونهای کمپارتمان اول خلفی از روی کمپارتمان دوم عبور میکنند و تنوسینوویت ایجاد میکنند. این درد در ناحیه پروگزیمال و پشتی استیلوئید رادیال یا در فاصله 4 تا 6 سانتیمتری نزدیک به توبرکل لیستر مشاهده میشود. این سندرم معمولاً نتیجه تمرینات یا فعالیت های مکرر اکستنشن و فلکشن است. معمولاً در فعالیت های ورزشی مانند قایق رانی، اسکی، ورزش ها با راکت و اسب سواری دیده می شود. سندرم تقاطع یک تشخیص بالینی است، سونوگرافی اسکلتی عضلانی می تواند آن را تایید کند. مراحل اولیه تشخیص شامل معاینه فیزیکی متمرکز از آرنج، مچ دست و دست است.فناوری اولتراسوند پزشکی اسکلتی عضلانی در تشخیص و درمان می تواند کمک کند.معاینه 4 تا 6 سانتیمتری نزدیک به توبرکل لیستر قابل لمس باشد. کرپیتوس یک یافته بسیار رایج و مختص سندرم تقاطع در معاینه است.هنگام انجام تشخیص افتراقی، پروناسیون مقاوم که منجر به ایجاد مجدد درد بیمار میشود، همراه با یافتههای قابل لمس کرپیتوس در حدود 2 تا 3 سانتیمتر پروگزیمال استیلوئید رادیال، میتواند به تمایز تنوسینوویت سندرم دکوروان کمک کند. درمان، مدیریت محافظه کارانه با استراحت و اصلاح فعالیت است. تزریق کورتیکواستروئید و پرولوتراپی تحت هدایت سونوگرافی ازگزینه های تزریقی هستند، اروهای ضد التهابی در آسیب های حاد و تسکین درد مفید باشند. داروهای رایج ایبوپروفن، ناپروکسن، ملوکسیکام یا دیکلوفناک هستند. به طور معمول استراحت و اصلاح فعالیت موثرتر خواهد بود. دبریدمان و رهاسازی توسط جراحی اندیکاسیون دارد.
تومورهای تالاموسی
تومورهای تالاموس نادر هستند و تقریباً 5 درصد از کل تومورهای مغزی را تشکیل می دهند. در همه گروه های سنی رخ می دهد اما در کودکان شایع تر است. پیشرفتها در روشهای تصویربرداری و تکنیکهای میکروسرجری، رویکردهای هدفمند جمجمهای را ایجاد کرده است که عوارض جراحی را به حداقل میرساند و میزان ایمن برداشتن ضایعه را به حداکثر میرساند. با ادامه پیشرفت تکنیکهای جراحی میکروسکوپی، رویکردهای جراحی مؤثرتری برای تومورهای تالاموس قابل دستیابی است. علائم و نشانهها مربوط به افزایش فشار داخل جمجمه (به عنوان مثال، سردرد پیشانی، بی حالی و استفراغ) و علائم ادم پاپی می شود. قسمت داخلی هر تالاموس مرزهای جانبی بطن سوم را تشکیل می دهد. اختلال در هسته های خاص (specific nuclei) می تواند یافته های ویژهای را استخراج کند: هسته های Reticular و intralaminar - هسته های حسی - هسته های Effector - هسته های Associative - هسته لیمبیک. MRI با کنتراست، روش تشخیصی اصلی برای این تومورها است. توالی بازیابی وارونگی ضعیف شده با مایع (FLAIR) می تواند برای تومورهایی که با کنتراست تقویت نمی شوند مفید باشد. تصویربرداری (DTI) می تواند به ایجاد رابطه بین مسیر قشر نخاعی و تومورهای تالاموس، به ویژه نوع thalamopeduncular کمک کند. تومورهای اولیه تالاموس منشأ گلیالی دارند. شیمیدرمانی. برخی از جراحان بسته به تشخیص، روش stereotactic needle biopsy و درمان کمکی (adjuvant) را دنبال میکنند (2). هیدروسفالی علامت دار اغلب به مداخله جراحی برای قرار دادن شانت ventriculoperitoneal یا جراحی debulking نیاز دارد تا بتواند دینامیک مایع مغزی نخاعی native (CSF) را فعال کند. انتخاب روش مناسب به منشاء، الگوی رشد تومور در رابطه با ساختارهای طبیعی و پاتولوژی مشکوک بستگی دارد. سطح راحتی و تجربه جراح با رویکرد انتخابی نیز عامل مهمی است. روشهای جراحی متعددی، از جمله روشهای anterior interhemispheric transcallosal، transcortical transventricular، contralateral infratentorial supracerebellar، posterior interhemispheric parasplenial و transsylvian transinsular توصیف شدهاند. آناتومی ورید و تغییرات آن در اطراف superior parietal lobule باید قبل از جراحی برای مسیرهای بین نیمکره ای مورد توجه قرار گیرد. 6 ناحیه تشریحی تالاموس : منطقه 1: تومورهای تالاموس قدامی تحتانی (رویکرد زیر پیشانی سوپراکاروتید اوربیتوزیگوماتیک) روش Transrostral/Subfrontal Translamina Terminalis Approach :این رویکرد محدود به تومورهای نسبتاً کوچک تالاموس قدامی تحتانی است. رزکسیون کلی تومورهای بزرگ معمولاً مشکل ساز است و بدون عقب نشینی غیرمجاز (undue retraction) در ساختارهای عصبی عروقی طبیعی اطراف امکان پذیر نیست. این رویکرد مناسب نیست و مسیر orbitozygomatic را که در بالا مورد بحث قرار گرفت، رویکرد بهتری است. منطقه 2: تومورهای تالاموس داخلی رویکرد( Anterior Interhemispheric Transcallosal ) :مرکز تومور در ناحیه تالاموس قدامی و میانی قرار دارد و به سطح pial دیواره بطن سوم می رسد روش Suprapineal Recess/Supracerebellar Transventricular: از معایب این روش می توان به آسیب پذیری habenula، رگ Galen و quadrigeminal plate اشاره کرد. منطقه 3: تومورهای تالاموس جانبی روش (Contralateral Anterior Interhemispheric Transcallosal Approach) نتیجه از رویکرد طرف مقابل (contralateral approach)، از طریق این اپروچ یک مسیر عرضی جانبی امکان پذیر (more feasible lateral cross-court trajectory) به سمت تالاموس جانبی به دست می آید. در هنگام برداشتن ضایعات تالاموس جانبی به دلیل مجاورت نزدیک کپسول داخلی باید احتیاط کرد.