IA aprimora a imagem cerebral – otimização da tractografia para procedimentos cirúrgicos
Por Katrin Berkler, Fraunhofer-Institut Für Intelligente Analyse- und InformationsSysteme Iais
Reconstruções do fascículo longitudinal inferior (ILF) no hemisfério intacto de um paciente com hemisferotomia. Nas vistas de close-up, correspondendo à área dentro do retângulo vermelho, as linhas de fluxo foram cortadas perto da fatia para visualizar melhor o fato de que o Tractseg reconstrói linhas de linhas dentro de uma lesão, enquanto a reconstrução regular de baixa margem de baixa classificação exclui com mais precisão a lesão, Apesar de segmentar um volume geral de trato maior. Crédito: Neuroimagem: Clínica (2025). Doi: 10.1016/j.nicl.2025.103738
Como as vias nervosas no cérebro podem ser visualizadas para melhorar o planejamento de cirurgias complexas? Uma equipe de pesquisa do Instituto Lamarr e da Universidade de Bonn, em colaboração com o grupo de neuroimagem translacional dos departamentos de neurorradiologia e epileptologia do Hospital Universitário Bonn (UKB), investigou um método movido a IA que torna essas reconstruções mais precisas. O estudo, publicado recentemente em Neuroimagem: Clínicaem última análise, poderia ajudar a tornar os procedimentos neurocirúrgicos mais seguros.
O cérebro é uma rede altamente complexa de células nervosas interconectadas por vias delicadas – conhecidas como fibras ou fibras nervosas. Essas conexões são essenciais para movimento, fala, pensamento e muitas outras funções.
Para visualizar essas estruturas, os pesquisadores usam a tractografia, uma técnica de imagem que calcula o curso das vias nervosas com base em varreduras especializadas em ressonância magnética. Essas informações são particularmente cruciais para o planejamento de cirurgias cerebrais, como as realizadas em pacientes com epilepsia submetidos à intervenção cirúrgica.
Os métodos atuais da tractografia dependem de modelos matemáticos que inferem a localização das vias nervosas a partir de dados de ressonância magnética. No entanto, esses métodos geralmente envolvem incertezas, especialmente quando o cérebro foi alterado devido a doença ou cirurgia. É aqui que os métodos modernos de IA entram em jogo: ao alavancar o aprendizado de máquina, esses sistemas podem reconhecer padrões e gerar reconstruções mais precisas.
Tractografia movida a IA mostra potencial, mas também desafios
No estudo, os pesquisadores testaram um método de IA amplamente utilizado chamado Tractseg, originalmente treinado em cérebros saudáveis. A equipe investigou se também poderia funcionar para pacientes com epilepsia submetidos a uma hemisferotomia – um procedimento cirúrgico que desconecta os dois hemisférios do cérebro.
Os resultados mostraram que o Tractseg teve um bom desempenho em muitos casos, mas também produziu erros inesperados: reconstruiu as vias nervosas que não deveriam mais existir devido à cirurgia – um fenômeno conhecido como “alucinação”. Ao mesmo tempo, algumas vias restantes foram capturadas incompletamente ou totalmente ausentes da reconstrução.
Uma nova abordagem híbrida para reconstruções mais precisas
Para resolver esses problemas, a equipe desenvolveu um novo método híbrido que combina as vantagens da IA com a fidelidade de dados das técnicas tradicionais. Essa abordagem garante que apenas as conexões nervosas existentes sejam reconstruídas. O resultado: não há mais alucinações, melhor detecção de vias preservadas e reconstruções mais precisas – mesmo em cérebros saudáveis.
Dr. Thomas Schultz, investigador principal das ciências da vida do Instituto Lamarr e professor do Instituto de Ciência da Computação da Universidade de Bonn, declarou: “Nosso estudo demonstra o potencial e as limitações da tractografia movida a IA em Aplicações clínicas.
“Nosso objetivo é refinar ainda mais essas abordagens e torná -las aplicáveis à neurocirurgia a longo prazo”.
Mais informações:
Johannes Gruen et al., Tractografia baseada em aprendizado profundo com Tractseg em pacientes com hemisferotomia: avaliação e refinamento, Neuroimagem: Clínica (2025). Doi: 10.1016/j.nicl.2025.103738
Fornecido por Fraunhofer-Institut Für Intelligente Analyse- und InformationsSysteme Iais
Citação: A IA aprimora a imagem cerebral-otimização da tractografia para procedimentos cirúrgicos (2025, 10 de fevereiro) recuperado em 10 de fevereiro de 2025 de https://medicalxpress.com/news/2025-02-ai-brain-imaging-optimizing-actorgrafia.html
Este documento está sujeito a direitos autorais. Além de qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa particular, nenhuma parte pode ser reproduzida sem a permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins de informação.
