Điểm nổi bật
- Học máy cho phép tạo ra hình ảnh chụp cắt lớp vi tính (computed tomography, CT) tổng hợp từ cộng hưởng từ (magnetic resonance imaging, MRI) xương thái dương, qua đó loại bỏ nhu cầu sử dụng bức xạ ion hóa trong chẩn đoán hình ảnh tai.
- Hình ảnh CT tổng hợp cho thấy độ chính xác hình học và độ chính xác mật độ tia X cao so với CT thật, giúp quan sát đồng thời các cấu trúc xương quan trọng và mô mềm.
- Công nghệ này cho thấy tính phù hợp trong định vị giải phẫu, hỗ trợ dẫn đường và lập kế hoạch phẫu thuật cấy ốc tai điện tử, mặc dù hiện tại vẫn còn hạn chế cho mục đích chẩn đoán.
Bối cảnh nghiên cứu
Trong chuyên ngành tai học, chẩn đoán hình ảnh chính xác xương thái dương là rất quan trọng, đặc biệt đối với chẩn đoán và lập kế hoạch trước phẫu thuật. Theo truyền thống, cộng hưởng từ (magnetic resonance imaging, MRI) và chụp cắt lớp vi tính (computed tomography, CT) có vai trò bổ trợ lẫn nhau: MRI vượt trội về tương phản mô mềm, trong khi CT tốt hơn trong việc mô tả các cấu trúc xương. Tuy nhiên, CT khiến người bệnh tiếp xúc với bức xạ ion hóa, đây là mối lo ngại đặc biệt trong các trường hợp phải chụp lặp lại hoặc ở các nhóm đối tượng dễ bị tổn thương. Một phương pháp chẩn đoán hình ảnh không dùng bức xạ nhưng có thể đồng thời thể hiện cả mô mềm và xương sẽ là một tiến bộ lâm sàng quan trọng.
Các tiến bộ gần đây trong học máy (machine learning, ML) và trí tuệ nhân tạo đã mở đường cho việc tạo ra hình ảnh CT tổng hợp từ dữ liệu MRI, với mục tiêu tận dụng ưu thế về mô mềm của MRI đồng thời xấp xỉ mức độ chi tiết của xương như CT. Nghiên cứu này, được thực hiện tại một trung tâm tuyến cuối ở Hà Lan, đánh giá tính khả thi và giá trị lâm sàng của việc tạo CT tổng hợp từ MRI xương thái dương bằng một thuật toán ML.
Thiết kế nghiên cứu
Đây là một nghiên cứu chẩn đoán, đánh giá tính khả thi, tuyển chọn 73 bệnh nhân (tuổi trung vị 54, khoảng 18–81; 52% nam) cần chụp CT đầu trong chăm sóc lâm sàng thường quy từ tháng 9 năm 2022 đến tháng 9 năm 2023. Các cặp MRI và CT xương thái dương được thu nhận, trong đó 67 cặp được dùng để huấn luyện một thuật toán ML của bên thứ ba nhằm tạo ảnh CT tổng hợp từ dữ liệu MRI.
Sau đó, hình ảnh CT tổng hợp của 15 bệnh nhân được hai bác sĩ phẫu thuật tai mũi họng và hai bác sĩ chẩn đoán hình ảnh, độc lập với nhóm phát triển ML, đánh giá về hiệu quả lâm sàng. Việc đánh giá bao gồm độ chính xác hình học và độ chính xác mật độ tia X, mức độ nổi bật của các mốc giải phẫu quan trọng theo thang Likert 4 mức, cũng như tính phù hợp lâm sàng cho định vị, dẫn đường, lập kế hoạch phẫu thuật và mục đích chẩn đoán.
Kết quả chính
Hình ảnh CT tổng hợp cho thấy mức độ tương đồng cao với CT thật. Sai số khoảng cách bề mặt trung bình là 0,38 mm (độ lệch chuẩn [SD] 0,37 mm), và sai số mật độ tia X trung bình là 4 đơn vị Hounsfield (SD 44), cho thấy độ chính xác hình học và mật độ rất tốt. Các mốc giải phẫu như xương mái hòm nhĩ (tegmen bone) và chuỗi xương con thường được quan sát tương đối rõ, mặc dù thuật toán có xu hướng ước tính quá mức độ dày của xương mái hòm nhĩ, và các xương con thường không được thể hiện rõ ràng.
Trong đánh giá định tính lâm sàng, các phim CT tổng hợp nhìn chung được chấm điểm tương đương CT thật. Trong 15 phim CT tổng hợp, được đánh giá lặp lại hai lần trong các buổi xem xét, 97% được xem là phù hợp cho định vị giải phẫu, 83% phù hợp cho dẫn đường, và 70% phù hợp cho lập kế hoạch phẫu thuật trong cấy ốc tai điện tử. Tuy nhiên, các hình ảnh CT tổng hợp chưa được coi là phù hợp để sử dụng như một phim chẩn đoán đơn độc, phản ánh những hạn chế hiện tại về độ phân giải hình ảnh và độ tin cậy lâm sàng.
Nhận định của chuyên gia
Việc tích hợp học máy vào chẩn đoán hình ảnh để tạo CT tổng hợp từ MRI đại diện cho một bước chuyển đầy hứa hẹn hướng tới các quy trình chẩn đoán hình ảnh không bức xạ, đặc biệt trong chuyên ngành tai mũi họng. Khả năng đồng thời quan sát cấu trúc xương và mô mềm trong một lần chụp MRI là một lợi thế đáng kể cho lập kế hoạch phẫu thuật phức tạp và dẫn đường trong mổ.
Những hạn chế bao gồm việc biểu diễn chưa hoàn hảo các xương con nhỏ, vốn rất quan trọng trong đánh giá tai giữa, và tình trạng ước tính quá mức độ dày xương ở một số trường hợp, điều này có thể ảnh hưởng đến xác định ranh giới phẫu thuật chính xác. Cỡ mẫu trung bình và thiết kế đơn trung tâm của nghiên cứu cũng cho thấy cần có xác thực đa trung tâm và tinh chỉnh thuật toán trước khi ứng dụng rộng rãi trong thực hành lâm sàng.
Kết luận
Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng cho thấy hình ảnh CT tổng hợp được tạo bằng học máy từ MRI xương thái dương có thể mô tả chính xác cấu trúc xương cùng với mô mềm, hỗ trợ các chức năng quan trọng trong định vị, dẫn đường và lập kế hoạch phẫu thuật trong các thủ thuật tai. Mặc dù chưa phù hợp để chẩn đoán ban đầu, phương pháp chẩn đoán hình ảnh không bức xạ này có tiềm năng giảm phơi nhiễm bức xạ cho người bệnh và tối ưu hóa quy trình chẩn đoán trong tương lai. Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào cải thiện khả năng thể hiện các cấu trúc xương tinh vi và xác thực kết cục lâm sàng trên các quần thể đa dạng.
Kinh phí và thử nghiệm lâm sàng
Nghiên cứu được thực hiện tại một trung tâm tuyến cuối ở Hà Lan và có sự hợp tác với một nhà phát triển bên thứ ba cho thuật toán học máy. Nguồn kinh phí cụ thể không được nêu chi tiết trong công bố gốc. Không có thông tin đăng ký thử nghiệm lâm sàng.