นักวิทยาศาสตร์ไขปริศนาว่าโบท็อกซ์โจมตีเส้นประสาท

ในการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายนในAnnals of Neurologyแพลตฟอร์มปัญญาประดิษฐ์ที่ชื่อว่า DystoniaBoTXNet ใช้ MRI ของสมองเพื่อระบุโดยอัตโนมัติว่าผู้ป่วยรายใดจะตอบสนองต่อการรักษาด้วยสารพิษโบทูลินัมด้วยความแม่นยำ 96.3 เปอร์เซ็นต์ แพลตฟอร์มดังกล่าวสามารถแจ้งการตัดสินใจในการรักษาของแพทย์ได้ ตามที่ผู้เขียนการศึกษาอาวุโส Kristina Simonyan, MD, PhD, Dr med ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยโรคกล่องเสียงที่ Mass Eye and Ear สมาชิกของ Mass General Brigham และศาสตราจารย์ด้านโสต ศอ นาสิกวิทยา-ศีรษะและคอ ศัลยกรรมที่ Harvard Medical School ดร. ไซมอนยันกล่าวว่า "โดยปกติแล้ว ผู้ป่วยที่มีภาวะดีสโทเนียจะได้รับการฉีดยาเพื่อหาขนาดและตำแหน่งเพื่อหาว่าพิษโบทูลินั่มช่วยบรรเทาอาการได้หรือไม่ "กระนั้น บางคนอาจไม่พบประโยชน์จากการรักษานี้แม้ว่าจะพยายามฉีดหลายครั้ง ในขณะที่บางคนอาจได้ประโยชน์จากการฉีดยาแต่เลิกใช้ไปเพียงโดสเดียวหรือเลิกการรักษาไปเลย ด้วยอัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์นี้ เราสามารถเสริมศักยภาพให้กับแพทย์และผู้ป่วยในการรักษาของพวกเขา การตัดสินใจโดยการจัดหาเครื่องมือที่เป็นกลางเพื่อทดแทนวิธีการลองผิดลองถูกเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพของสารพิษโบทูลินัม" ความท้าทายในการรักษาที่แพร่หลายสำหรับผู้ป่วยโรคดีสโทเนีย ผู้ที่เป็นโรคดีสโทเนียจะมีอาการเกร็งหรือเกร็งของกล้ามเนื้อโดยไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งอาจนำไปสู่การเคลื่อนไหวที่ไม่สามารถควบคุมได้ ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพชีวิตทางร่างกายและอารมณ์อย่างมีนัยสำคัญ โรคดีสโทเนียเฉพาะจุดโฟกัสส่งผลกระทบต่อส่วนหนึ่งของร่างกาย ตัวอย่างที่พบบ่อย ได้แก่ ดีสโทเนียกล่องเสียงที่ส่งผลต่อสายเสียงเมื่อพูด ภาวะเกล็ดเลือดต่ำทำให้เปลือกตากระตุกโดยไม่ได้ตั้งใจ ดีสโทเนียปากมดลูกทำให้กล้ามเนื้อคอเกร็งและศีรษะบิดอย่างเจ็บปวด และอาการตะคริวที่ผู้เขียนส่งผลต่อ นิ้วระหว่างการเขียน ประมาณ 35 คนจากทุกๆ 100,000 คนเป็นโรคดีสโทเนียแบบแยกหรือแบบปฐมภูมิ ซึ่งเป็นความชุกที่น่าจะประเมินต่ำเกินไปเนื่องจากความท้าทายในการวินิจฉัยโรค การฉีดโบทูลินั่มท็อกซินถือเป็นการรักษาขั้นแรกสำหรับโฟกัสดิสโทเนีย การฉีดยาจะทำให้กล้ามเนื้อที่เป็นอัมพาตเพื่อป้องกันการหดตัวโดยไม่สมัครใจ ผลกระทบมักเกิดขึ้นชั่วคราว และจำเป็นต้องฉีดซ้ำทุกๆ 3-4 เดือนไปตลอดชีวิต มีเพียงประมาณร้อยละ 60 ของผู้ป่วยที่มี dystonias เท่านั้นที่ได้รับการฉีดยาเหล่านี้ และไม่ใช่ผู้ป่วยทุกรายที่ตอบสนองต่อการรักษา อาจเนื่องมาจากเหตุผลทางชีววิทยา ความซับซ้อนของอาการ หรือประสบการณ์และความชำนาญของแพทย์ผู้ฉีด สิ่งนี้อาจนำไปสู่การรักษามากเกินไปของผู้ป่วยที่ไม่ตอบสนองต่อ botulinum toxin ในตอนแรก และการรักษาที่ไม่เหมาะสมของผู้ป่วยที่อาจตอบสนองแต่ไม่เคยแสวงหาการรักษาหรืออาจหยุดการรักษาก่อนเวลา ความแปรปรวนสูงนี้ทำให้ Dr. Simonyan และทีมของเธอหันมาใช้ปัญญาประดิษฐ์เพื่อค้นหาวิธีแก้ปัญหาเพื่อประเมินประโยชน์ของการฉีดสารพิษโบทูลินัมอย่างเป็นกลางก่อนเริ่มการรักษา โบท็อกซ์ ทำนายประสิทธิผลการรักษาด้วย MRIs ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในAnnals of Neurologyทีมวิจัยได้ฝึกอัลกอริธึมการเรียนรู้เชิงลึกเพื่อวิเคราะห์ MRIs ของสมองของผู้ป่วย 284 รายที่มี dystonia สี่ประเภทที่ตอบสนองและไม่ตอบสนองต่อการฉีดสารพิษโบทูลินั่ม ประสิทธิภาพของการฉีดถูกกำหนดโดยเวชระเบียนและความคิดเห็นของแพทย์และผู้ป่วย DystoniaBoTXNet เปิดเผยว่ามีสมอง 8 ส่วนที่เป็น biomarker ของระบบประสาทสำหรับประสิทธิภาพของการฉีด การใช้ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่ค้นพบใหม่นี้ DystoniaBoTXNet มีความแม่นยำโดยรวมที่ 96.3 เปอร์เซ็นต์ในการทำนายประสิทธิภาพของโบทูลินั่มท็อกซินในโฟกัสดีสโทเนีย โดยมีความไว 100 เปอร์เซ็นต์ และความจำเพาะ 86.1 เปอร์เซ็นต์ แพลตฟอร์มนี้ได้รับผลลัพธ์เหล่านี้ภายใน 19.2 วินาทีต่อกรณี "การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่า DystoniaBoTXNet สามารถเป็นแพลตฟอร์ม AI ที่แข็งแกร่งและใช้งานง่ายสำหรับแพทย์เพื่อใช้ในการตัดสินใจทางคลินิกอย่างละเอียด ผลลัพธ์การคาดการณ์การฉีดโบทูลินัมท็อกซินแต่ละบุคคลที่สร้างขึ้นโดย AI ก่อนการจัดการการรักษาอาจช่วยให้การเลือกผู้ป่วยแม่นยำยิ่งขึ้น การปรับสูตรการรักษาอย่างละเอียดหรือการส่งต่อเพิ่มเติม ซึ่งจะเป็นการเพิ่มการใช้สารพิษโบทูลินั่มสำหรับผู้ป่วยที่มีภาวะดีสโทเนีย” ดร.ไซมอนยัน ยกตัวอย่าง "ในทางกลับกัน แพลตฟอร์มอาจคาดการณ์ว่าผู้ป่วยมีความเป็นไปได้ต่ำมากที่จะได้ประโยชน์จากการฉีด ซึ่งจะเป็นข้อมูลสำหรับแพทย์ในการพิจารณาทางเลือกอื่นในการรักษาแทนการรักษาด้วยโบทูลินั่มท็อกซินมากเกินไป" ปัญญาประดิษฐ์จัดการกับปัญหาการวินิจฉัยและการรักษาดีสโทเนีย เครื่องมือ DystoniaBoTXNet เป็นแพลตฟอร์มปัญญาประดิษฐ์ตัวที่สองที่คิดค้นโดย Dr. Simonyan และทีมงานของเธอเพื่อช่วยในการตัดสินใจทางคลินิก การศึกษานี้สร้างขึ้นจากการวิจัยก่อนหน้านี้ที่นำโดยทีมนี้ ซึ่งรายงานเกี่ยวกับความสำเร็จของแพลตฟอร์มแยกต่างหากที่เรียกว่า DystoniaNet ที่สามารถวินิจฉัยโรคดีสโทเนียจาก MRI ของผู้ป่วยด้วยความแม่นยำ 98.8 เปอร์เซ็นต์ในเวลา 0.36 วินาที Dystonias นั้นได้รับการวินิจฉัยผิดพลาดและไม่ได้รับการวินิจฉัยอย่างฉาวโฉ่ โดยการศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าผู้ป่วยอาจต้องใช้เวลาถึง 10 ปีกว่าจะได้รับการวินิจฉัยที่ถูกต้อง ที่น่าสนใจคือ ห้าในแปดภูมิภาคที่ระบุว่าเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของระบบประสาทของประสิทธิภาพของสารพิษโบทูลินั่มโดย DystoniaBoTXNet ในรายงานฉบับใหม่นี้ ก่อนหน้านี้พบว่าเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับการวินิจฉัยของ DystoniaNet เป็นเวลาหลายปีที่แพทย์ไม่มีตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่เป็นกลางในการระบุสภาวะเหล่านี้ ดังนั้นบริเวณที่ทับซ้อนกันอาจให้หลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับบทบาทของพวกเขาในดีสโทเนียที่นักวิทยาศาสตร์สามารถสำรวจได้ดีขึ้น ด้วยการศึกษาเพิ่มเติมของทั้งสองแพลตฟอร์ม ความหวังก็คือว่าวันหนึ่งผู้ป่วยสามารถเข้าไปในสำนักงานของแพทย์ได้หลังจากมีอาการและได้รับการตรวจ MRI และได้รับการวินิจฉัยผ่าน DystoniaNet จากนั้น DystoniaBoTXNet สามารถช่วยตัดสินได้ว่าการรักษาด้วยสารพิษจากโบทูลินั่มจะได้ผลหรือไม่ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ นักวิจัยกำลังเริ่มการทดลองทางคลินิกหลายครั้งภายใน Mass General Brigham เพื่อพิจารณาถึงประโยชน์ของเครื่องมือเหล่านี้ในคลินิก ทิศทางของงานในอนาคตอีกประการหนึ่งคือการศึกษาว่าการรักษาเพิ่มเติม เช่น การกระตุ้นสมองส่วนลึก อาจถูกทำนายโดยเครื่องมือที่ใช้ AI หรือไม่