Un gemelo digital de vértebras humanas asistido por IA puede prever cómo el cáncer afecta las rupturas de la c

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Un estudio de la Universidad Estatal de Ohio descubrió cómo un gemelo digital de vértebras humanas asistido por IA puede prever cómo el cáncer afecta la probabilidad de rupturas de la columna vertebral. Cada año se diagnostican más de uno punto seis millones de casos en los EE. UU., y aproximadamente el diez por ciento de esos pacientes sufren metástasis espinal. Publicado en el International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering, su estudio describe cómo los investigadores crearon un gemelo digital de la vértebra de un paciente entrenando un marco asistido por IA, ReconGAN, que se puede utilizar para indicar la cantidad de estrés que la vértebra puede manejar. antes de romperse bajo presión. Al entrenar a ReconGAN en imágenes de MRI y micro-CT formadas al obtener imágenes de vértebras rebanada por rebanada tomadas de un cadáver, los investigadores podrían desarrollar modelos microestructurales precisos de la columna vertebral. El equipo también fue capaz de ampliar el modelo utilizando su simulación, que según el artículo es esencial para comprender y comprender modificaciones en el diseño geométrico completo de una vértebra. Los investigadores emplearon tomografías computarizadas/resonancias magnéticas de una paciente de cáncer de pulmón de 51 años con metástasis para imitar lo que sucedería si el cáncer debilitara algunas de las vértebras y cómo eso afectaría la cantidad de estrés que los huesos podrían soportar antes de romperse. El modelo estimó cuánta fuerza perderían las secciones de la vértebra como resultado de los tumores, así como otras alteraciones que podrían ocurrir a medida que el cáncer avanza, según los investigadores. Las observaciones clínicas de pacientes con cáncer confirmaron algunas de sus expectativas. El profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial de la Universidad Estatal de Ohio y coautor del estudio, Soheil Soghrati, afirmó: “La fractura de columna aumenta el riesgo de muerte del paciente en aproximadamente un quince por ciento. Al predecir el resultado de estas fracturas, nuestra investigación ofrece a los expertos médicos la oportunidad de diseñar mejores estrategias de tratamiento y ayudar a los pacientes a tomar decisiones mejor informadas. El objetivo final es desarrollar un gemelo digital de todo lo que un cirujano pueda operar. En este momento, solo se usan para cirugías muy, muy desafiantes, pero queremos ayudar a ejecutar esas simulaciones y ajustar esos parámetros aún más. Lo que realmente hace que el trabajo sea distinto es cuán detallados pudimos modelar la geometría de la vértebra. Virtualmente podemos evolucionar el mismo hueso de una etapa a otra.

“Un gemelo digital de vértebras humanas asistido por IA puede prever cómo el cáncer afecta las rupturas de la columna vertebral.“
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