Prieš pasireiškiant nekrozei

Naudojant įprastus tyrimo metodus, kai laiku nediagnozuojama sunki ligos forma, gydymas gali būti pradedamas per vėlai, o tai didina komplikacijų ir mirštamumo riziką.

Reaguodami į šią problemą, Kauno technologijos universiteto Ultragarso mokslo instituto (KTU UMI) ir Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto (VU MF) mokslininkai (prof. habil. dr. Kęstutis Strupas, doc. dr. Aistė Kielaitė-Gulla, doc. dr. Artūras Samuilis) sukūrė naują sprendimą – kontrastinio ultragarso pagrindu veikiančią dirbtinio intelekto (DI) sistemą, padedančią anksti nustatyti sunkius ūminio pankreatito atvejus dar prieš pasireiškiant akivaizdiems nekrozės požymiams.

Šis inovatyvus diagnostikos metodas, jau patentuotas JAV, turėtų reikšmingai pagerinti pacientų priežiūrą ir padidinti jų išgyvenamumą.

KTU UMI direktorius, Elektros ir elektronikos fakulteto (EEF) profesorius dr. Renaldas Raišutis pažymi, kad klinikose dažnai pasitaiko atvejų, kai pacientai skundžiasi ūmiu pilvo skausmu, tačiau pirminiai tyrimai nesuteikia užtektinai informacijos ir neleidžia tiksliai nustatyti ligos sunkumo.

VU mokslininkai pabrėžia, kad tuo metu pacientų būklė gali staiga pablogėti dėl gyvybei pavojingos kasos nekrozės, kai būtina nuolatinė stebėsena ir dažnai – intervencinis gydymas.

„Mūsų tikslas buvo sukurti patikimą, greitai pritaikomą ir neinvazinį sprendimą, kuris jau pirmosiomis paromis nuo simptomų pradžios padėtų gydytojams aptikti kasos audinių pakitimų, objektyviai įvertinti ligos sunkumą ir prognozuoti eigą. Tai suteiktų galimybę priimti greitesnius ir tikslesnius klinikinius sprendimus, sumažinti komplikacijų ir mirštamumo riziką“, – aiškina R. Raišutis.

Rizika kas penktam

Ūminis pankreatitas – uždegiminė kasos liga, dažnai prasidedanti staiga ir galinti greitai progresuoti į sunkią formą, pasižyminčią audinių nekroze, sisteminiu uždegiminiu atsaku ir daugelio organų funkcijos nepakankamumu.

Kas penktas pacientas per 48–72 valandas nuo simptomų pradžios patenka į rizikos grupę ligonių, kuriems gresia sunki ligos eiga ar net mirtis. Vis dėlto didžiausias iššūkis yra tai, kad ankstyvoje stadijoje trūksta aiškių požymių, leidžiančių atskirti lengvą ligos eigą nuo sunkios.

„Ankstyva diagnostika padeda išvengti sunkių komplikacijų ir turi įtakos ligos eigai ir paciento išgyvenamumui“, – pažymi A. Kielaitė-Gulla.

R. Raišučio teigimu, įprasti diagnostikos metodai – laboratoriniai kraujo tyrimai ir klinikiniai simptomai, tokie kaip skausmas ar pykinimas, dažnai neparodo tikrojo organų pažeidimo masto. Nors kompiuterinė tomografija (KT) yra aukštos raiškos neinvazinis tyrimas, ji dažniausiai atliekama tik po 3–5 dienų nuo simptomų pradžios, nes ankstyvame ligos etape jos jautrumas yra ribotas. Be to, KT tyrimas susijęs su jonizuojančiąja spinduliuote.

„Nors KT laikoma diagnostikos auksiniu standartu, jos taikymas turi keletą trūkumų: tyrimas yra brangus, pacientą būtina perkelti į kitą skyrių, be to, taip tiriant naudojama jonizuojančioji spinduliuotė. Mūsų siūlomas ultragarsinės diagnostikos sprendimas yra saugus tiek pacientui, tiek tyrimą atliekančiam medikui. Tyrimui atlikti galima naudoti mobilųjį ultragarsinį echoskopą, kurį galima atnešti tiesiai į paciento palatą ir taip išvengti paciento transportavimo“, – pabrėžia jis.

Mokslininkų siūlomas greitai atliekamas neinvazinis diagnostinis tyrimas jau pirmosiomis ligos valandomis leistų objektyviai įvertinti kasos audinių kraujotaką ir identifikuoti galimus nekrozės židinius.

Šis inovatyvus diagnostikos metodas, jau patentuotas JAV, turėtų reikšmingai pagerinti pacientų priežiūrą ir padidinti jų išgyvenamumą.

„Norint išspręsti šią problemą prireikė naujo požiūrio – derinti kontrastinio ultragarso diagnostikos galimybes su DI sprendimais, kad būtų galima automatiškai apdoroti diagnostinius duomenis“, – dalijasi KTU mokslininkas.

Taip gydytojui suteikiamas aiškus, vizualiai pagrįstas įrankis ankstyvam sprendimų priėmimui: ar pacientą galima gydyti konservatyviai, ar būtinas intensyvus stebėjimas, o gal net chirurginė intervencija.

Aiškiai klasifikuoja riziką

R. Raišutis pasakoja, kad pacientui atliekamas kontrastinis ultragarsinis tyrimas (CEUS), leidžiantis realiuoju laiku stebėti kraujotakos pokyčius kasos audinyje. Tyrimo metu į veną suleidžiama kontrastinės medžiagos, padedančios vizualizuoti gyvybingą audinį, – ten, kur kraujas cirkuliuoja, kasos audiniai lieka nepažeisti, o ten, kur kontrastas nepasiekia, tikėtina, vyksta audinių nekrozė. Tyrimas trunka 60–80 sekundžių.

„Vaizduose pažymimos kasos sritys, kuriose kraujotaka susilpnėjusi arba visiškai išnykusi, – tai rodo audinių nekrozės židinius. DI algoritmai automatiškai apdoroja gautus vaizdus, išskiria svarbiausius parametrus, apskaičiuoja pažeisto audinio procentą ir pateikia aiškią rizikos klasifikaciją: žemą, vidutinę arba aukštą“, – aiškina jis.

Sistema ne tik pateikia galutinį klasifikacijos rezultatą, bet ir vizualiai paaiškina, kaip jis buvo gautas. Gydytojui pateikiamas CEUS vaizdas su pažymėtomis sritimis, o greta nurodomi tikslūs kiekybiniai rodikliai – pavyzdžiui, nekrozės zona, sudaranti tam tikrą procentą viso kasos tūrio. Tai leidžia rezultatą lengvai interpretuoti net ir specialistams,  neturintiems didelės diagnostinių vaizdų analizės ar radiologijos patirties.

„Sistemos skaidrumą užtikrina tai, kad kiekvienas klasifikavimo žingsnis grindžiamas konkrečiais, statistiškai reikšmingais kiekybiniais parametrais. Šie parametrai yra matomi ir patikrinami, o ne tik automatiškai generuojami. Todėl sistema ne tik pateikia atsakymą, bet ir aiškiai pagrindžia jį duomenų analizės logika“, – pabrėžia KTU mokslininkas.

R. Raišutis atkreipia dėmesį, kad sukurta sistema neskirta gydytojo sprendimams pakeisti – ji veikia kaip klinikinių sprendimų palaikymo įrankis, suteikiantis papildomą, aiškų, objektyvų ir vizualiai interpretuojamą pagrindą klinikiniam vertinimui.

Pasaulinio lygio sprendimai

KTU ir VU mokslininkų bendradarbiavimas bei JAV patentas – tai aukščiausio lygio tarptautinis pripažinimas, patvirtinantis, kad sukurtas metodas yra naujas ir reikšmingas praktiškai taikyti.

R. Raišutis pastebi, kad technologiniai patentai JAV dažniausiai siejami su didžiosiomis farmacijos, medicinos technologijų ar IT kompanijomis. Faktas, kad toks patentas buvo suteiktas tarpdisciplininei mokslininkų komandai iš Lietuvos, liudija mūsų šalies gebėjimą kurti pasaulinio lygio inovacijas, plėtoti jas iki komerciškai apsaugoto produkto ir sėkmingai įsilieti į tarptautinę medicinos technologijų rinką.

A. Kielaitė-Gulla patvirtina, kad įvertinimas JAV skatina tolesnį mokslininkų grupės bendradarbiavimą ir naujus mokslinius išradimus. „Mūsų pranašumas – neinvazinis, nebrangus, lengvai perkeliamas ir tikslus tyrimas, kurį galima atlikti kiekvienoje gydymo įstaigoje. Šis mokslinis išradimas yra unikalus sprendimas ankstyvai ir kokybiškai ūminio pankreatito diagnostikai. Greita ir tiksli diagnostika – tai galimybė sumažinti gydymo išlaidas“, – sako ji.

„Sukūrę šią sistemą greitai įsitikinome, kad jos principas – kontrastinio ultragarsinio vaizdo kiekybinė analizė, pasitelkiant DI – yra modulinis ir lengvai pritaikomas įvairiose medicinos srityse, kur reikalingas greitas, tikslus ir neinvazinis audinių perfuzijos (kraujotakos – red. past.) vertinimas. Šią technologiją galima taikyti ir onkologijoje – pavyzdžiui, vertinant kasos ar kepenų navikų perfuziją ir stebint gydymo efektyvumą“, – teigia KTU mokslininkas.