Метод ученых Пермского Политеха позволит диагностировать болезнь Альцгеймера с точностью до 89% на ранних стадиях

На разработку выдан патент № 2837964. Исследование выполнено в рамках НОЦ Мирового уровня.

По мере развития болезни Альцгеймера связи между нейронами нарушаются и мозг теряет способность выполнять свои функции: ухудшаются память, мышление, речь, способность к логическому анализу. Человек начинает путаться во времени и терять ориентацию даже в знакомой обстановке, появляются тревога, раздражительность, параноидальные идеи.

На данный момент полного излечения от болезни Альцгеймера не существует. Однако есть препараты и подходы, которые могут замедлить развитие заболевания или препятствовать его переходу в тяжелую форму. Поэтому раннее выявление и профилактика играют ключевую роль в замедлении прогрессирования патологии и сохранении качества жизни человека.

Проблема в том, что болезнь Альцгеймера развивается медленно и начинается задолго до появления первых клинических симптомов. Существующие методы диагностики либо слишком дороги, либо не дают достаточной точности. Генетические тесты могут показать только предрасположенность к болезни, но это еще не является гарантией ее развития. Лабораторные исследования крови также сталкиваются с проблемой специфичности — маркеры воспаления могут быть связаны с другими заболеваниями и давать ложные результаты.

Ученые Пермского Политеха предложили инновационный метод диагностики болезни Альцгеймера, который основан на исследовании вен левого и правого полушарий головного мозга с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) и машинного обучения. Ранее ученые ПНИПУ запатентовали способ диагностики через анализ четырех вен. В новом подходе учитываются показатели магнитной восприимчивости уже шести, что повышает достоверность диагноза.

— На практике это выглядит следующим образом. Пациенту вводят контрастное вещество на основе гадолиния, которое усиливает сигнал МРТ, где человек проходит сканирование головного мозга. Далее специалисты измеряют магнитную восприимчивость в шести мозговых венах. Эти параметры дают важную информацию о состоянии кровеносных сосудов и уровнях кислорода, которые могут меняться при развитии болезни Альцгеймера, — объясняет Леонид Кожемякин, начальник отдела инноваций ПНИПУ, кандидат технических наук.

Следующий этап — обработка данных. В отличие от предыдущего подхода ученых Пермского Политеха, который предполагал ручную работу на бумажной диагностической карте, в новом методе полученные параметры вводятся в заранее обученную компьютерную программу, которую также специально разработали ученые. Она использует алгоритмы машинного обучения — так называемое «дерево решений», которое выглядит как разветвляющаяся блок-схема. По ней программа обрабатывает данные — последовательно проверяет значения магнитной восприимчивости вен — и на мониторе выдает заключение: CON — человек здоров, или AD — болезнь Альцгеймера.

— Наш подход позволяет обнаружить болезнь на доклинической стадии, когда симптомы еще не проявились. В отличие от инвазивных способов, таких как биопсия, МРТ с контрастом минимально воздействует на организм. Главное преимущество нашего метода — его точность: достоверность диагностики составляет не менее 89%, что значительно выше, чем у большинства современных аналогов, — комментирует Юлия Большакова, студентка факультета прикладной математики и механики.

Новый метод ученых Пермского Политеха — это надежный и доступный способ диагностики болезни Альцгеймера. Разработка позволяет специалисту получить четкий ответ, который станет основой для дальнейших диагностических и лечебных мероприятий. Важно отметить, что окончательное решение всегда остается за лечащим врачом, поскольку метод поддерживает, но не заменяет профессиональную экспертизу.