国际 2023-01-25 13:40

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根据马萨诸塞州总医院(Massachusetts General Hospital)领导的一项新研究,人们发现磁共振成像(MRI)和人工智能(AI)可以用于检测肿瘤细胞死亡的早期迹象,以响应新型病毒为基础的癌症治疗。这项研究发表在《自然生物医学工程杂志》上。最近,一种很有前途的治疗病毒,它可以选择性地杀死癌细胞,同时保留正常组织,这为治疗侵袭性脑肿瘤带来了希望。为了进一步优化以病毒为基础的治疗,必须经常对治疗反应进行无创监测。这种监测对于了解病毒和癌细胞之间的相互作用至关重要,例如病毒在肿瘤内的传播范围和治疗反应。研究人员使用定量分子MRI图像来测量多种组织属性,包括随着细胞死亡而改变的组织pH值和蛋白质浓度。这种方法可以比以往的技术更早地监测治疗反应。在病毒治疗48小时后,在肿瘤体积变化被观察到之前,治疗反应就可见了。“我们编写了一个核磁共振扫描仪,为不同的分子化合物和细胞pH值创建独特的信号“指纹”。然后,一个深度学习神经网络被用于解码指纹,生成定量的pH值和分子地图。”Athinoula A. Martinos生物医学成像中心的研究员和教员Christian Farrar博士说。

Farrar补充说:“MRI分子指纹识别方法在一项小鼠脑肿瘤研究中得到了验证,该研究使用了一种新的以病毒为基础的治疗方法,这种治疗方法可以选择性地杀死癌细胞。”为了最大限度地提高这种治疗方法的效率,研究人员开发了一种检测病毒引起的肿瘤细胞死亡的方法。这使得早期和快速检测治疗反应性肿瘤区域成为可能。最近,研究人员已经采用这种方法来量化健康人脑中的细胞pH值和分子化合物。“这项研究表明,在医学领域实施基于计算机人工智能的技术,对疾病的生物过程进行非侵入性研究,具有强大的力量和前景。”阿蒂努拉a .马蒂诺斯生物医学成像中心的研究员Or Perlman博士说。“这种方法成功的最有趣和关键部分之一是使用模拟分子指纹来训练机器学习神经网络。这个概念有可能被扩展和研究,以解决其他医学和科学挑战,”Perlman补充说。本研究描述了一种利用MRI无创检测肿瘤细胞死亡的新方法。这种能力对于癌症治疗的非侵入性监测是有用的,有可能改善患者护理和针对个别患者量身定制治疗。同样的方法也可能有助于检测和描述其他发生细胞死亡升高的疾病,如中风和肝病。虽然这项研究主要是通过小鼠脑瘤模型进行验证,但研究人员已经证明,可以使用相同的方法在大鼠中风模型和健康人群中绘制定量的pH值和分子图谱。在未来,他们计划进一步探索这种非侵入性成像方法在脑肿瘤和中风患者中的适用性。(ANI)