一個新開發的工具,利用根據西北醫學和賓州州立大學科學家的最新研究,在出生時,可能會改善新生兒和孕產婦護理。
西北醫學院和賓州州立大學科學家的新研究描述了 PlacentaVision,這是一個電腦程序,可以分析胎盤的簡單照片,以檢測與感染和新生兒敗血症相關的異常情況。
研究,刊登在《模式》雜誌上該雜誌的印刷版封面上介紹了PlacentaVision,這是一種電腦程序,可以分析胎盤的簡單照片,以檢測與感染和新生兒敗血症相關的異常情況,新生兒敗血症是一種危及生命的疾病,影響著全球數百萬新生兒。
「胎盤是我們在實驗室看到的最常見的標本之一,」研究合著者說傑弗瑞‧戈德斯坦博士西北大學范伯格醫學院圍產期病理學主任、病理學副教授。 「當新生兒加護病房治療生病的孩子時,即使是幾分鐘也可以對醫療決策產生影響。透過這些照片的診斷,我們可以比正常流程提前幾天得到答案。
西北大學為這項研究提供了最大的圖像集,戈爾茨坦領導了演算法的開發和故障排除。
艾莉森·D·格南德,聯繫該計畫的首席研究員,透過她的全球衛生工作,特別是在婦女因缺乏衛生保健資源而在家中分娩的情況下,構思了該工具的最初想法。
「未經檢查就丟棄胎盤是一個常見但經常被忽視的問題,」賓州州立大學健康與人類發展學院 (HHD) 營養科學系副教授 Gernand 說。 “這是一個錯失的機會,可以發現問題並提供早期幹預,從而減少併發症並改善母親和嬰兒的結局。”
為什麼早期胎盤檢查很重要
胎盤對孕婦和嬰兒在懷孕期間的健康起著至關重要的作用,但在出生時往往沒有對其進行徹底檢查,特別是在醫療資源有限的地區。
「這項研究可以拯救生命並改善健康結果,」說Yimu Pan是資訊科學與技術學院(IST)資訊學課程的博士生,也是該研究的主要作者。 “它可以使胎盤檢查更容易進行,有利於未來懷孕的研究和護理,特別是對於併發症風險較高的母親和嬰兒。”
科學家表示,透過 PlacentaVision 等工具及早識別胎盤感染可能使臨床醫生能夠迅速採取行動,例如給母親或嬰兒服用抗生素,並密切監測新生兒是否有感染跡象。
研究人員表示,PlacentaVision 旨在用於各種醫學人群。
「在資源匱乏的地區——醫院沒有病理實驗室或專家的地方——這個工具可以幫助醫生快速發現胎盤感染等問題,」潘說。 “在設備齊全的醫院中,該工具最終可能會幫助醫生確定哪些胎盤需要進一步、詳細的檢查,從而使整個過程更加高效,並確保優先處理最重要的病例。”
為了使該工具能夠在全球範圍內部署,研究人員需要確保模型足夠靈活,能夠處理各種診斷,並且足夠強大,能夠處理不同的交付條件,包括照明、成像品質和臨床環境的變化。
「即使許多訓練影像來自設備齊全的城市醫院,我們的人工智慧工具也需要保持準確性,」說詹姆斯·王賓州州立大學 IST 學院的傑出教授,也是這項研究的主要研究者之一。 “確保 PlacentaVision 能夠處理各種現實條件至關重要。”
該工具如何學習如何分析胎盤圖片
研究人員使用人工智慧方法來理解不同類型數據之間的關係——在本例中是胎盤圖像和病理報告。他們收集了跨越 12 年的多樣化資料集,研究了這些影像與健康結果的關係,並建立了一個可以根據新影像進行預測的模型。團隊還開發了影像變更策略來模擬不同的拍照條件。
其成果是 PlacentaCLIP+,這是一種強大的機器學習模型,可以分析胎盤照片以高精度檢測健康風險。它經過了跨國驗證,以確認不同人群的表現一致。
研究人員表示,PlacentaVision 的設計易於使用,可以透過智慧型手機應用程式運作或整合到醫療記錄軟體中,以便醫生可以在分娩後快速獲得答案。
下一步:為醫務人員打造用戶友好的應用程式
潘說,下一步包括開發一款用戶友好的行動應用程序,可在資源匱乏的診所或醫院使用,讓醫生和護士拍攝胎盤並獲得即時反饋並改善護理。
研究人員計劃透過納入更多類型的胎盤特徵並添加臨床數據來改善預測,同時為長期健康研究做出貢獻,使該工具變得更加聰明。他們還將在不同的醫院測試該工具,以確保它在各種環境下都能運作。
「這個工具有可能改變產後胎盤的檢查方式,特別是在世界上很少進行這些檢查的地區,」格南德說。 「這項創新有望在資源匱乏和資源豐富的環境中提供更大的可及性。經過進一步完善,它有可能透過早期、個人化的干預措施來改變新生兒和孕產婦護理,從而預防嚴重的健康後果並改善全世界母親和嬰兒的生活。