Inteligência artificial detecta fraturas em imagens de TC para diagnóstico de osteoporose

A densidade óssea de muitas pessoas diminui à medida que envelhecem. Esse processo, conhecido como osteoporose, muitas vezes passa despercebido, mesmo que haja fraturas nos corpos vertebrais. Essas fraturas poderiam ser detectadas por meio de raios X ou tomografia computadorizada (TC), mas isso nem sempre ocorre. Por exemplo, como a TC é feita por um motivo diferente, uma fratura vertebral pode passar despercebida no estresse da vida cotidiana na clínica.

Pesquisadores liderados pelo Professor Claus-Christian Glüer da Seção de Imagem Biomédica do Departamento de Radiologia Diagnóstica do Hospital Universitário Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel, e o Molecular Imaging North Competence Center (MOIN CC), desenvolveram um software para melhorar diagnóstico de osteoporose.

O programa usa inteligência artificial (AI) para detectar automaticamente indícios de osteoporose e fraturas vertebrais com prognóstico desfavorável em tomografias computadorizadas feitas por uma ampla variedade de razões. As últimas descobertas foram apresentadas recentemente por Eren Yilmaz, candidato a doutorado no grupo de trabalho, na conferência “SPIE Medical Imaging” em San Diego, Califórnia, e publicada na transcrição da conferência em Imagem Médica 2023: Diagnóstico Assistido por Computador.

IA detecta nove em cada 10 fraturas vertebrais em imagens de TC

As imagens de TC do tórax costumam ser feitas para dar uma olhada nos pulmões, por exemplo. A lombada pode ser vista na foto, mas não está verificada, talvez porque a atenção esteja em outro problema. “Nosso programa pode ser executado em segundo plano durante exames como esses. Ele inspeciona automaticamente a coluna e dá uma indicação de qualquer fratura nas vértebras que, de outra forma, poderia não ter sido detectada”, explica o principal autor Yilmaz. Isso é importante porque a presença de fraturas vertebrais aumenta significativamente o risco de novas quebras.

O software funciona usando o que é conhecido como redes neurais. Estes são algoritmos modelados na forma como o cérebro humano funciona e são frequentemente usados ​​para reconhecer padrões. A IA foi testada em 159 imagens de TC da coluna, provenientes de sete hospitais na Alemanha. Radiologistas experientes examinaram as imagens de antemão e descobriram 170 fraturas. “90% dos casos com fraturas foram classificados corretamente pela rede neural, assim como 87% das vértebras sem fraturas”, relata Yilmaz.

Além disso, o programa não só é capaz de detectar fraturas, mas também distinguir entre fraturas leves (grau 1) e mais graves (grau 2 ou superior). “Este diagnóstico é crucial para estimar os riscos de fratura futura”, diz Yilmaz. É particularmente aplicável às fraturas de quadril, que estão associadas a uma alta redução na qualidade de vida e aumento da mortalidade, especialmente na velhice. “Estamos, portanto, desenvolvendo um sistema de alerta precoce para prevenir as consequências graves da osteoporose.”

A tecnologia ainda não está disponível para uso geral em hospitais. No entanto, deve ser possível usá-lo para fins de pesquisa, pelo menos no futuro previsível.