Gli informatici del MIT hanno collaborato con i chirurghi del Boston Children's Hospital per sviluppare un sistema che possa effettuare una risonanza magnetica del cuore di un paziente e convertirlo in un modello fisico, il che significa che i chirurghi possono avere un'idea migliore di ciò a cui stanno lavorando.

Le scansioni MRI utilizzano la risonanza magnetica per raccogliere una serie di sezioni trasversali di un oggetto tridimensionale. Ciascuna di queste sezioni trasversali presenta aree chiare e scure, e alcune volte quei confini corrispondono ai bordi delle strutture anatomiche. Alcune volte, tuttavia, non lo fanno.

Pertanto, la creazione di un modello 3D da una scansione MRI è un po 'complicata. In passato, questo è stato risolto facendo in modo che i medici marcassero manualmente i confini, ma ciò richiede tempo e fatica. Invece, i ricercatori del MIT hanno costruito un algoritmo che ha una certa conoscenza di come un cuore tende ad assomigliare. Allora sa quando dovrebbe aspettarsi un ventricolo o un'aorta.

Cuori anormali

Ma una difficoltà con questo approccio è che molti pazienti cardiopatici sono in ospedale perché il loro cuore è in qualche modo anormale. Quindi i team hanno combinato entrambi gli approcci: indurre gli umani a identificare alcuni dei limiti e lasciare che gli algoritmi si occupino del resto.

Nei test, i risultati migliori sono arrivati ​​quando gli umani hanno identificato i limiti in una piccola porzione di ciascuna sezione trasversale. Con la segmentazione manuale di 14 di queste patch, il computer è stato in grado di eguagliare la valutazione di un esperto di 200 patch.

"Penso che se qualcuno mi dicesse che potrei segmentare tutto il cuore da otto fette su 200, non avrei creduto a loro", ha detto Polina Golland, che ha lavorato sull'algoritmo. "È stata una sorpresa per noi."

Esecuzione della riparazione

Il processo di segmentazione richiede circa un'ora e il processo di stampa 3D impiega un paio di ore in più, il che significa che il sistema può passare da una scansione MRI a un modello fisico in meno di un pomeriggio. La sua efficacia sarà valutata in una sperimentazione clinica in autunno, coinvolgendo dieci pazienti che hanno già ricevuto un trattamento.

I piani chirurgici realizzati con i modelli 3D saranno confrontati con i piani effettivamente utilizzati per provare a quantificare le dimensioni del beneficio che offre, ma i medici sono già eccitati.

"Abbiamo utilizzato questo tipo di modello in alcuni pazienti, e di fatto abbiamo eseguito una" chirurgia virtuale "sul cuore per simulare condizioni reali", ha detto Sitaram Emani, un cardiochirurgo al Boston Children's Hospital, che non è stato direttamente coinvolto nel ricerca.

"Realmente questo mi ha aiutato con il vero intervento chirurgico in termini di riduzione della quantità di tempo trascorso ad esaminare il cuore e ad eseguire la riparazione".

  • Il mantello dell'invisibilità ultrasottile nasconde piccoli oggetti di qualsiasi forma

Immagine di credito: Bryce Vickmark