W jaki sposób sztuczna inteligencja pomoże zapobiegać przedwczesnym porodom?
Według raportu Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) każdego roku 15 milionów noworodków jest dotkniętych spontanicznymi przedwczesnymi porodami. Aż milion z nich umiera. Wiele osób boryka się z niepełnosprawnością na całe życie. Powszechnie stosowana ręczna analiza plików Zdjęcia USG umożliwia wykrycie ewentualnych problemów, ale nie jest metodą doskonałą. Ten problem jest rozpoznawany przez lekarzy. W 2017 roku Nicole Sochacki-Wójcicka (w trakcie specjalizacji z ginekologii) i Jakub Wójcicki skontaktowali się z dr. Tomasz Trzciński z Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych im Politechnika Warszawska (PW) i zapytał, czy możliwe jest rozpoczęcie projektu, aby przewidywać bardziej spontanicznie Przedwczesne porody Pomoc sieci neuronowe zdać sobie sprawę. Następnie utworzono zespół badawczy i rozpoczęto prace. Pierwsze efekty są już znane. Nasze rozwiązanie może wesprzeć diagnostykę komputerową i zapewnić dokładniejsze przewidywanie porodów samoistnych przedwczesnych - wyjaśnia Szymon Płotka, absolwent Politechniki Warszawskiej i jeden z członków zespołu pracującego nad projektem.
Źródło obrazu: Pixabay
Trenuj sieć neuronową
Przed przystąpieniem do projektu współpracujący z nami lekarze przygotowali zestaw danych do nauki, danych walidacyjnych i adnotacji w postaci zarysu kształtu szyjki macicy Obrazy ultrasonograficzne i numeryczne (0 i 1), które z kolei odpowiadają: urodzeniu w terminie, porodzie przedwczesnemu ”- wyjaśnia Szymon Płotka.
Po czyszczeniu wstępnym takie dane są używane jako dane „uczące się” dla sieć neuronowa - w tym przypadku siatka splotowa (Splot) - używany.
Analizuje każdy piksel obrazu po pikselu i wyodrębnia niezbędne cechy, które są wykorzystywane do zadania segmentacji interesującej części obrazu (w tym przypadku szyjki macicy) i jego klasyfikacji (czy jest to poród przedwczesny, czy nie) - wyjaśnia Szymon Płotka. Kiedyś to sieć neuronowa wytrenowany, zostanie przetestowany na danych testowych, które nie były używane podczas treningu. To sprawdza poprawność wytrenowanego modelu.
Projekt zaowocował dwiema publikacjami naukowymi.
Wynik w „Szacowanie markerów przedwczesnych urodzeń za pomocą sieci segmentacji U-Net " Opisana praca to między innymi zmniejszenie błędu w przewidywaniu samoistnego przedwczesnego porodu z 30% (ręcznie przez lekarzy) do 18% za pomocą sieci neuronowej. W artykule „Przewidywanie spontanicznych porodów przedwczesnych z wykorzystaniem konwolucyjnych sieci neuronowych” badacze przedstawili poprawę jakości segmentacji w porównaniu z pierwszą publikacją i uzyskali lepsze wyniki klasyfikacji. O ile nam wiadomo, jest to jedyna istniejąca praca zajmująca się zadaniem przewidywania spontanicznych przedwczesnych porodów na podstawie przezpochwowych obrazów ultrasonograficznych - mówi Szymon Płotka.
Obecnie naukowcy pracują nad usługą w postaci aplikacji internetowej. Chcesz udostępnić tam przygotowane modele sieci neuronowych. Ma na celu pomóc ginekologom w analizie Zdjęcia USG pomoc i tak diagnoza spontaniczna Przedwczesne porody wsparcie. A to może uratować życie i zdrowie milionów noworodków.