Ученые из Курчатовского института разработали программу, способную анализировать данные МРТ мозга и определять наличие шизофрении с точностью до 85%. Это программное обеспечение не только помогает врачам в диагностике заболевания, но и предоставляет возможность лучше понять причины его возникновения.
При обработке информации о состоянии более 100 зон мозга ученым удалось выделить восемь конкретных участков, изменения в которых свидетельствуют о шизофрении в подавляющем большинстве случаев. В дальнейших планах специалистов - увеличить точность диагностики, а также разработать методики для контроля эффективности лечения.
Разработанная учеными программу-классификатор представляет собой важный инструмент для медицинской практики и дальнейших исследований заболевания, так как механизмы возникновения шизофрении до сих пор остаются недостаточно изученными.
Проект реализуется совместно с специалистами из Психиатрической клинической больницы № 1 имени Н.А. Алексеева. Благодаря классификатору исследователи смогли выявить восемь областей в мозге, изменения в работе которых часто связаны с психическими отклонениями.
В целом программа анализирует более ста зон мозга.
Слова Сергея Карташова, научного сотрудника Курчатовского комплекса Научно-биологического института природоподобных технологий, подчеркивают важность и перспективность данного проекта. Он приближает к нашему пониманию изменений, происходящих в мозге при шизофрении, позволяет выявить нейрофизиологические факторы, способствующие развитию болезни, и помогает идентифицировать людей, нуждающихся в специализированной медицинской помощи.
Программа была разработана для помощи врачам-психиатрам в случаях, когда возникают трудности с точным установлением диагноза или когда нет возможности обратиться к специалисту. Классификатор использует метод опорных векторов и анализирует данные функциональной МРТ, отображающие базовую активность мозга в состоянии покоя. Нервные импульсы включают в себя химические и электрические процессы, а томография позволяет измерять изменения кровотока, которые свидетельствуют об электрической активности групп нейронов в различных участках мозга.
Недавние исследования также показали, что ученые смогли выявить биполярное расстройство по характеристикам крови, что может помочь в прогнозировании развития этого заболевания. Для создания программы были использованы данные функциональной МРТ 64 испытуемых, среди которых были как здоровые, так и те, кто имел подтвержденный диагноз шизофрении. Алгоритм смог выделить набор характерных признаков, по которым данные МРТ были разделены на два класса: «здоровые» и «больные».
После завершения настройки программе были предложены данные различных испытуемых для классификации, и программа успешно справлялась с задачей разделения на здоровых и больных. В будущем разработчики планируют использовать нейросетевой подход для улучшения методики. Также предполагается увеличение числа пациентов, данные которых будут использоваться для обучения программы.
Кроме того, в дальнейшем анализе планируется включить дополнительные параметры, такие как результаты структурной МРТ, данные иммунологических исследований крови или слюны. Это позволит более детально и точно определять психические расстройства и поможет врачам в установлении диагноза и назначении лечения.
В исследовании, проведенном учеными, данные получены с помощью аппарата МРТ с индукцией магнитного поля 3 Тесла, что соответствует современным клиническим стандартам использования томографии. Это предполагает значительное повышение точности постановки диагноза с использованием программного обеспечения.
В перспективе, для внедрения разработки в медицинскую практику, врачам будет достаточно установить программу на свой компьютер или использовать облачные сервисы для анализа томограмм. Разработанное программное обеспечение может быть широко применено для оказания поддержки врачам при диагностике шизофрении, дополняя используемые сегодня психометрические клинические шкалы.
В дальнейшем ученые планируют использовать данные МРТ для контроля эффективности лечения шизофрении. После того как классификатор и другие методы анализа данных томографии могут определить изменения в работе определенных областей мозга у пациента, специалисты могут применить медикаментозное лечение или транскраниальную магнитную стимуляцию для воздействия на эти области и перестройки их функционирования.
Целью специалистов является обучение программы оценивать динамику изменений в мозге, близость к нормальному функционированию и устойчивость достигнутых результатов. Для разработки классификатора использована клиническая база из Психиатрической клинической больницы №1 имени Н.А. Алексеева, специализирующейся на лечении шизофрении.
Лечение данного психического расстройства является одним из приоритетных направлений работы медицинских специалистов данного учреждения.
Пациенты с данной патологией представляют собой наиболее массовую группу, поэтому специалисты медицинского учреждения активно интересуются развитием методов диагностики этого заболевания.
В ходе исследования были отобраны пациенты, принявшие участие в исследовании. Для того чтобы оценить степень полезности классификатора в реальной клинической практике, требуется провести дальнейшие испытания, поскольку это было только пилотное исследование.
Однако у данной технологии есть значительный потенциал. Существует немало свидетельств о том, что у пациентов со шизофренией можно наблюдать изменения на МРТ мозга. Однако на данный момент нельзя однозначно сказать, что повреждения накапливаются в конкретной области мозга. В настоящее время идет речь лишь об корреляции между заболеванием и какими-либо изменениями.
Эффективность создания диагностической системы на основе данной технологии сможет быть оценена только после проведения экспериментов на более крупной группе пациентов, - отметил старший научный сотрудник Научно-клинического исследовательского центра нейропсихиатрии больницы имени Алексеева Денис Андреюк.
Специалисты считают необходимым обучать мозг пациентов справляться со страшными воспоминаниями. Реабилитологи подчеркнули важность своевременного вмешательства для предотвращения психологической травмы у детей.
На данный момент установлено, что шизофрения не всегда приводит к неизбежному хроническому течению или ухудшению состояния.
Раннее выявление, правильный выбор лекарственной терапии и социально-психологическая поддержка играют ключевую роль в успешном лечении заболевания, на что указывает клинический психолог, руководитель НПЦ «Виртуальная клиника» Московского института психоанализа Ольга Валаева.
Исследование ученых Курчатовского института по нейровизуализации с применением МРТ может сыграть значительную роль в ранней диагностике шизофрении и, таким образом, способствовать полному или частичному выздоровлению пациентов, страдающих от этого расстройства, - отметила она.
Применение психотерапевтических методов в лечении шизофрении может получить дополнительный импульс благодаря верификации на основе функциональных данных, полученных с помощью МРТ.
Использование нейровизуализации для оценки изменений в мозге пациентов до и после психотерапевтического вмешательства позволяет более объективно оценить воздействие терапии на нейробиологические процессы.