Wykryją tętniaka mózgu dzięki AI? Naukowcy z Gdańska pracują nad nową metodą leczenia

Tętniak mózgu – cichy zabójca bez objawów

Tętniaki wewnątrzczaszkowe należą do najtrudniejszych wyzwań neurologii – często aż do momentu pęknięcia pozostają niewykryte, przez lata mogą nie dawać żadnych objawów Szacuje się, że nawet połowa pacjentów umiera, a wielu zmaga się z trwałymi następstwami neurologicznymi.

Rozwiązanie, nad którym pracują naukowy z Politechniki Gdańskiej, Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego i Uniwersyteckiego Centrum Klinicznego w Gdańsku może radykalnie zwiększyć szanse na wykrycie tętniaka mózgu, zanim dojdzie do jego pęknięcia i krwotoku. Zasadniczą rolę ma tu do odegrania sztuczna inteligencja analizująca dane kliniczne.

Do tej pory uznawano, że taka ocena możliwa jest wyłącznie na podstawie badań obrazowych, jak tomografia czy angiografia. Gdańscy naukowcy pracują natomiast nad innym podejściem. To analiza rutynowych danych klinicznych i laboratoryjnych przy użyciu algorytmów sztucznej inteligencji. Celem projektu jest stworzenie narzędzia, które:

• przewidzi ryzyko pęknięcia tętniaka,
• oceni prawdopodobieństwo występowania tętniaka u pacjenta,
• stworzy kliniczny kalkulator ryzyka i aplikację wspierającą decyzje lekarzy dotyczące leczenia zagrożonych pacjentów.

PRZECZYTAJ TEŻ: Będzie alternatywa dla antybiotyków? Szukają jej gdańscy naukowcy

Modele AI oparte na danych 60 tysięcy pacjentów

Modele opracowane przez naukowców z PG, GUMed i UCK analizują wyniki badań laboratoryjnych oraz tekstową dokumentację medyczną. W ich opracowaniu wykorzystano dane ponad 60 tys. pacjentów leczonych w gdańskim Uniwersyteckim Centrum Klinicznym w latach 2006–2024. W pierwszym etapie wykorzystano 26 parametrów laboratoryjnych, w tym m.in.:

• glukozę,
• płytki krwi,
• kreatyninę,
• sód i potas,
• MCH, MPV,
• limfocyty,

Analizowano także czynniki ryzyka, takie jak nadciśnienie, cukrzyca czy palenie papierosów. Już na tym etapie pojawiły się statystycznie różnice pomiędzy pacjentami z pękniętym i niepękniętym tętniakiem – przy czym w analizach zawsze uwzględniano dane zebrane przed pęknięciem tętniaka. 

– Dane zostały bardzo precyzyjnie przygotowane do etapów analizy i modelowania – zapewnia dr inż. Patryk Jasik, kierujący zespołem z Politechniki Gdańskiej. - Zastosowaliśmy nowoczesne modele predykcyjne – m.in. TabNet oraz zapewniliśmy ich wielokryterialną walidację, co pozwoliło uniknąć zawyżania wyników. Uzyskane dokładności wybranych modeli przekraczają 80 proc., a w niektórych analizach sięgają nawet ponad 90 proc. 

Naukowcy zwracają uwagę, że pierwsze modele osiągnęły obiecujące wyniki – ponad 77 proc. skuteczności oraz około 80 proc. czułości, co wskazuje na duży potencjał kliniczny.

 CZYTAJ TAKŻE: Naukowcy z Gdańska „poprawili” popularny lek przeciwbólowy. Będzie skuteczniejszy!

Zdaniem dr Justyny Fercho, liderki zespołu z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego i UCK, wykorzystanie takich metod jest obecnie wysoko cenione przez lekarzy.

– Wiedzę, na jakiej podstawie otrzymujemy prawdopodobieństwo ryzyka wystąpienia tętniaka, zwracane przez model, możemy świadomie wykorzystać w skuteczniejszym diagnozowaniu pacjentów.  

AI wykorzysta też modele językowe

Nowym elementem projektu jest wykorzystanie wielkich modeli językowych (LLM), takich jak LLaMA, PLLuM czy Bielik. Ich zadaniem jest wykorzystanie informacji z opisów medycznych, co  pozwala analizować dane, które dotąd były trudne do przetwarzania komputerowego.

Użycie modeli językowych pozwala na bardzo szybkie przetworzenie i analizę notatek lekarskich, które są bardzo cennym źródłem danych w całej diagnostyce tętniaka – tłumaczy dr Jasik.

ZOBACZ TEŻ: Naukowcy z Gdańska pracują nad skórą 3D! Pomoże chorym

Tętniaki: Dramat chorych i ogromne koszty

Statystycznie nawet 1 na 50 dorosłych osób może mieć niepękniętego tętniaka mózgu - w Polsce to setki tysięcy potencjalnie zagrożonych osób. 

Leczenie niepękniętych tętniaków jest kosztowne, ale zdecydowanie tańsze niż terapia po krwotoku:

• Inwazyjna metoda wymagającą otwarcia czaszki to koszt około 30 tys. zł,
• a endowaskularna embolizacja – polegającą na wprowadzeniu przez cienki cewnik materiałów zamykających tętniaka, najczęściej platynowych spirali (coiling) to koszt 25–40 tys. zł.

W przypadku pęknięcia tętniaka koszty rosną, obejmując długotrwałą hospitalizację, intensywną rehabilitację oraz renty, ponieważ wielu pacjentów nie wraca już do pracy zawodowej. 

Projekt „AI-Powered Medical Software for Predicting the Likelihood of Intracranial Aneurysm” został zakwalifikowany do międzynarodowego programu akceleracyjnego I3HIES, który wspiera najbardziej obiecujące innowacje z obszaru ochrony zdrowia i pomaga rozwijać je do etapu inwestycji.