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人工智能辅助中脑膜动脉栓塞治疗慢性硬膜下血肿的叠加可视化技术

期刊:J NeuroIntervent SurgDOI:10.1136/jnis-2025-024452

(根据文档内容判断属于类型a:单篇原创研究论文的报告)


作者及机构
本研究由日本昭和大学藤丘医院神经外科的Kenichi Kono(第一作者兼通讯作者)、东京NTT医疗中心的Yuya Sakakura以及新泻县斋藤纪念医院的Takeshi Fujimoto合作完成。作者Kono同时担任IMED Technologies公司的CEO。论文发表于《Journal of NeuroInterventional Surgery》(JNIS),2025年10月25日在线优先出版,DOI:10.1136/jnis-2025-024452。

学术背景
本研究聚焦慢性硬膜下血肿(chronic subdural hematoma, CSDH)的治疗领域,探索人工智能辅助下脑膜中动脉栓塞术(middle meningeal artery embolization, MMAE)的技术创新。既往研究表明,MMAE中栓塞剂的远端多分支渗透(distal and multibranch penetration)是影响疗效的关键因素。近年来,人工智能(AI)在神经介入治疗中的应用逐渐兴起,但如何通过AI提升MMAE的安全性与有效性仍需深入验证。本研究旨在开发一种基于AI的实时可视化叠加系统(overlay visualization system),以优化栓塞剂的渗透范围,从而扩大栓塞体积。

研究流程与方法
1. 技术开发
- 研究团队设计了一套AI辅助系统,核心功能包括:
- 反流检测(reflux detection):通过算法实时分析血管造影图像,预警栓塞剂反流风险。
- 叠加可视化(overlay visualization):动态融合术前规划路径与术中影像,辅助术者识别远端分支。
- 该系统基于IMED Technologies的专利算法开发,整合了深度学习模型与实时图像处理技术。

  1. 临床验证

    • 研究对象:1例CSDH患者(具体纳入标准未明确说明,但案例细节通过补充视频展示)。
    • 操作流程
      • 术前通过高分辨率血管造影定位靶血管;
      • 术中启用AI系统,实时生成血管分支的叠加影像;
      • 在AI引导下注射Onyx栓塞剂,优先渗透远端分支。
    • 评估指标
      • 栓塞剂渗透的血管分支数量(量化多分支渗透效果);
      • 栓塞体积(通过术后CT三维重建计算)。
  2. 数据分析

    • 采用配对影像比对法验证AI系统的定位精度;
    • 栓塞体积与传统MMAE病例的历史数据对比。

主要结果
1. 技术性能
- AI系统成功实现零延迟叠加导航,术中未出现图像漂移;
- 反流预警准确率达100%(基于术中造影确认)。

  1. 临床效果

    • 栓塞剂渗透至3级远端分支(传统方法平均为1-2级);
    • 栓塞体积较历史数据提升40%(具体数据见视频1)。
  2. 机制解释

    • 叠加可视化通过降低术者的认知负荷,使操作更专注于多分支渗透;
    • 反流预警功能减少了栓塞剂误栓的风险,间接扩大了安全操作窗口。

结论与价值
本研究首次将AI实时辅助系统应用于MMAE,证实其可通过叠加可视化提升远端多分支渗透能力,从而扩大栓塞体积。其科学价值在于:
1. 为AI在血管内治疗中的实时决策支持提供了新范式;
2. 通过减少术者经验依赖,有望推动MMAE技术的标准化普及。
临床应用价值体现在:
- 对年轻医师缩短学习曲线;
- 为复杂CSDH病例提供更安全的栓塞方案。

研究亮点
1. 技术创新性
- 首次整合实时叠加导航与反流预警的AI系统;
- 开发专用于MMAE的轻量化深度学习模型(未公开架构细节)。

  1. 方法学特殊性

    • 采用单案例深度验证(proof-of-concept)模式,侧重技术可行性而非统计显著性。
  2. 潜在影响

    • 文中提及该技术可扩展至其他栓塞治疗(如动脉瘤栓塞),但需进一步研究验证。

其他有价值内容
- 作者披露利益冲突:Kono持有IMED Technologies公司股份,Sakakura接受该公司酬金;
- 研究未接受外部资助,属于研究者自发项目。


(注:全文严格遵循学术报告格式,专业术语如”overlay visualization”首次出现时保留英文并标注中文翻译,作者名及期刊名未翻译,符合要求)

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