Sztuczna inteligencja ma pomóc wykrywać ryzyko przedwczesnego porodu

Badacze z Politechniki Warszawskiej chcą wspomóc ginekologów w analizie zapisu z USG i wykrywaniu ryzyka przedwczesnego porodu. W swoim rozwiązaniu wykorzystują uczenie maszynowe - informuje na swojej stronie uczelnia.

Według raportu Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) z 2018 r. spontaniczny przedwczesny poród (przed ukończeniem 37. tygodnia ciąży) dotyczy 15 milionów noworodków rocznie. Według różnych szacunków na świecie 5-18 proc. nowonarodzonych dzieci to wcześniaki. Komplikacje z tym związane powodują, że aż milion z tych dzieci umiera przed ukończeniem 5. roku życia.

Wykorzystywana powszechnie manualna analiza obrazów ultrasonograficznych w pewnym stopniu umożliwia ginekologom prognozowanie, która ciąża może zakończyć się przedwcześnie. Nie jest to jednak ciągle metoda doskonała.

Pomysł lekarzy

Dlatego w 2017 roku Nicole Sochacki-Wójcicka (w trakcie specjalizacji z ginekologii) oraz Jakub Wójcicki zgłosili się do dr. Tomasza Trzcińskiego z Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych PW z pytaniem, czy jest możliwość zrealizowania projektu predykcji spontanicznego przedwczesnego porodu z wykorzystaniem sieci neuronowych.

Wtedy powstał zespół badawczy i zaczęły się prace. O pierwszych efektach tych badań pisze Politechnika Warszawska w komunikacie na swojej stronie https://www.pw.edu.pl/Aktualnosci/Jak-sztuczna-inteligencja-pomoze-w-zapobieganiu-przedwczesnym-porodom

"Nasze rozwiązanie może wspomóc diagnostykę komputerową i pozwolić z większą dokładnością przewidywać spontaniczne przedwczesne porody" – wyjaśnia Szymon Płotka, absolwent Politechniki Warszawskiej i jeden z członków zespołu pracującego nad projektem.

"Przed rozpoczęciem projektu, współpracujący z nami lekarze przygotowali zestaw danych uczących, walidacyjnych oraz adnotacji w formie obrysu kształtu szyjek macicy na obrazach ultrasonograficznych oraz numerycznych (0 i 1), odpowiadającymi kolejno: poród w terminie, poród przedwczesny" – wyjaśnia Szymon Płotka.

Sieć neuronowa analizuje każde zdjęcie

Po wstępnym oczyszczeniu takie dane są wykorzystywane jako dane „uczące” sieć neuronową – w tym przypadku konwolucyjną (splotową).

"Analizuje ona każde zdjęcie piksel po pikselu, wyodrębniając z nich niezbędne cechy, które posłużą do zadania segmentacji interesującego nas fragmentu obrazu (w tym przypadku szyjki macicy) oraz klasyfikacji (czy mamy do czynienia z porodem przedwczesnym, czy nie) – tłumaczy dalej Szymon Płotka. – W trakcie treningu sieć neuronowa testuje swoje predykcje na zbiorze walidacyjnym. Po zakończeniu trenowania sieci neuronowej, jest ona sprawdzana na danych testowych, które nie zostały wykorzystane w ramach treningu". W ten sposób weryfikuje się poprawność wytrenowanego modelu.

W ramach projektu powstały dwie publikacje naukowe. Jedna z nich (https://doi.org/10.1007/978-3-030-32875-7_11) pokazuje, że dzięki sieci neuronowej błędy w prognozowaniu przedwczesnych porodów można zredukować z 30 proc. (manualnie przez lekarzy) do 18 proc. W kolejnej publikacji zaś (https://doi.org/10.1007/978-3-030-60334-2_27) badacze poprawili wyniki klasyfikacji.

"Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, są to jedyne istniejące prace podejmujące się zadania predykcji spontanicznego przedwczesnego porodu w oparciu o transwaginalne obrazy ultrasonograficzne" – mówi Szymon Płotka.

Powstanie internetowa aplikacja

Naukowcy pracują obecnie nad serwisem w formie aplikacji internetowej. Chcą tam udostępnić przygotowane modele sieci neuronowej. Ma to pomóc ginekologom analizować obrazy ultrasonograficzne i tym samym wesprzeć diagnostykę spontanicznego przedwczesnego porodu. A to może uratować życie i zdrowie milionów noworodków.

Projekt „Opracowanie metody predykcji spontanicznych przedwczesnych porodów na podstawie filmów ultrasonograficznych z wykorzystaniem metod uczenia maszynowego w latach 2020-2021” jest finansowany w ramach Grantu Rady Dyscypliny Naukowej Informatyka Techniczna i Telekomunikacja PW.

Kierownikiem projektu jest dr hab. inż. Tomasz Trzciński z PW. W skład zespołu - oprócz Szymona Płotki - wchodzą również doktorant Tomasz Włodarczyk, student Tomasz Szczepański, a za kwestie medyczne odpowiedzialny jest lekarz ginekolog dr Michał Lipa z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego.

 

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl

Serwis z pewnością docenią wszyscy przyszli rodzice. Tutaj mogą szybko zweryfikować, które leki zostały objęte programem Ciąża Plus, czyli są bezpłatne dla kobiet spodziewających się dziecka.

Wystarczy wpisać nazwę preparatu do wyszukiwarki, by już po chwili przeglądać jego szczegółowy opis. Osoba zainteresowana znajdzie tu informacje, dzięki którym będzie mogła świadomie i odpowiedzialnie przyjmować leki, a mianowicie: skład produktu, działanie, wskazania, przeciwwskazania, dawkowanie, interakcje, działania niepożądane, ostrzeżenia itp.

Zapewniamy dostęp nie tylko do opisów darmowych leków dla kobiet w ciąży, lecz także wszystkich innych produktów dopuszczonych do obrotu w Polsce. Umożliwiamy również wyszukiwanie konkretnych chorób i weryfikację, które produkty są stosowane w leczeniu poszczególnych schorzeń.

Regularnie aktualizujemy serwis i zawsze podajemy dane zgodne z obowiązującym obwieszczeniem Ministra Zdrowia w sprawie wykazu refundowanych leków, środków spożywczych specjalnego przeznaczenia żywieniowego oraz wyrobów medycznych.

O programie Ciąża Plus

Dzięki programowi Ciąża Plus przyszłe mamy mogą uzyskać bezpłatne leki, przyczyniające się do utrzymania dobrego stanu zdrowia ciężarnej i odpowiedniego rozwoju dziecka. Dostęp do darmowych terapii jest gwarantowany wszystkim kobietom w ciąży od momentu jej stwierdzenia przez specjalistę w dziedzinie położnictwa i ginekologii, lekarza w trakcie odbywania tej specjalizacji lub położną.

Pierwsza lista refundacyjna, która wprowadza bezpłatne leki dla ciężarnych, to ta obowiązująca od 1 września 2020 roku. Uwzględniono na niej 114 produktów leczniczych, najczęściej stosowanych przez kobiety w ciąży. Refundowane zostały między innymi: insuliny, hormony tarczycy, heparyny drobnocząsteczkowe oraz progesteron. Jak zapowiedział resort zdrowia, lista ma być weryfikowana i uzupełniana o kolejne preparaty.

Receptę dla przyszłej mamy wypisze ginekolog lub położna, którzy stwierdzili ciążę. Osoby te mogą wydać pacjentce zaświadczenie, na podstawie którego receptę na lek refundowany wystawi inny lekarz. Dokument będzie ważny przez cały czas trwania ciąży, ale nie dłużej niż 15 dni po spodziewanej dacie porodu, wpisanej w zaświadczeniu.