Europejscy naukowcy kończą prace nad systemem wczesnego ostrzegania o infekcjach wcześniaków zasilanym sztuczną inteligencją. Ma wykrywać infekcje, zanim dostrzeże je lekarz
Co roku w Europie na świat przychodzi 300 tysięcy wcześniaków. Ważą czasem mniej niż pół kilograma. Ich życie jest bardzo kruche.
Główne zagrożenie dla wcześniaków to infekcja, która dla noworodków urodzonych w normalnym terminie może być nieodczuwalna. System immunologiczny wcześniaków jest delikatny. Na różne infekcje, kończące się sepsą, zapada nawet do 25 procent z nich.
W 2016 roku zespół naukowców – neonatologów, diagnostów i pediatrów – postanowił opracować system, który będzie ostrzegał o możliwej chorobie wcześniaka. Na śmiały pomysł konsorcjum uzyskało blisko 4,5 miliona euro dofinansowania z programu Horyzont 2020 i czas – ponad 4 lata. Projekt ma zakończyć się w tym roku.
„Głównym celem naszego projektu jest poprawa opieki nad noworodkami, tj. zmniejszenie śmiertelności i zachorowalności, poprzez pomoc zespołom medycznym w podejmowaniu właściwych decyzji we właściwym czasie. Zostanie to osiągnięte poprzez opracowanie innowacyjnego systemu monitorowania, który będzie oparty na dużej ilości danych klinicznych i danych sygnałowych” – mówi prof. neonatologii Patrick Pladys, koordynator naukowy projektu i szef kliniki pediatrii w Szpitalu Uniwersyteckim w Rennes.
Projekt Digi-NewB gromadzi siemiu partnerów z czterech krajów (Francja, Irlandia, Finlandia, Portugalia). Kieruje nimi Zachodnia Sieć Uniwersyteckich Szpitali we Francji (GCS HUGO), a wdraża ją kilka uniwersytetów i partnerzy prywatni. Badanie kliniczne prowadzone jest w sześciu szpitalach uniwersyteckich świadczących usługi w zakresie neonatologii, tworzących sieć badań pediatrycznych HUGOPEREN (Rennes, Angers, Nantes, Brest, Poitiers, Tours). Obecnie monitorowanych jest ok. 600 noworodków.
Głównym celem naszego projektu jest poprawa opieki nad noworodkami, tj. zmniejszenie śmiertelności i zachorowalności, poprzez pomoc zespołom medycznym w podejmowaniu właściwych decyzji we właściwym czasie
prof. Patrick Pladys, koordynator naukowy projektu
Badacze opracowali medyczne narzędzie wspomagające podejmowanie decyzji zasilane sztuczną inteligencją. Zespół rozwija oprogramowanie, które ma wykrywać infekcję, zanim pojawią się symptomy rozpoznawalne przez lekarza.
Objawy kliniczne infekcji wcześniaków nie są bardzo specyficzne i pojawiają się późno. Zakażone dzieci są szczególnie zagrożone śmiercią lub podatne na choroby w przyszłości. Podawane im są duże dawki antybiotyków, co nie jest dobre dla ich delikatnych narządów, ale to niejednokrotnie jedyny sposób na uratowanie im życia.
Nowy system rejestruje oznaki życiowe: oddech, tętno, ciśnienie krwi, ale także dzięki kamerom obrazy, dźwięki, ruchy, mimikę itp.
Tysiące danych zebranych z obserwacji parametrów życiowych 500 zdrowych i zainfekowanych wcześniaków zostały skompilowane i przy użyciu technik głębokiego uczenia się zidentyfikowano ich wspólne cechy, dzieląc na dzieci zdrowe i potencjalnie chore. Dane zestawiono i zsyntetyzowano. Opracowany został indeks, który powyżej pewnej wartości alarmuje personel medyczny o mogących zbliżać się objawach infekcji. Ostrzeżenia mogą się pojawiać na 12 lub 24 godziny, a nawet 48 godzin przed widocznymi okiem lekarza objawami.
Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=xqTfmStjuk4&feature=emb_logo
Źródło: CHU de Rennes / YouTube
Naukowcy zdecydowali się rozszerzyć bazę danych o wcześniejsze badania CaressPremi. Były prowadzone w latach 2012-2019 i finansowane przez francuskie Ministerstwo Zdrowia oraz sponsorowane przez Rennes Hospital. Ich celem było opracowanie wspomaganego komputerowo narzędzia diagnostycznego opartego na analizie sygnałów sercowo-oddechowych w czasie rzeczywistym, aby pomóc neonatologowi w diagnozowaniu infekcji wcześniaków. Po zatwierdzeniu przez komisję etyczną i poinformowaniu rodziców biorących udział w badaniu CaressPremi naukowcy zintegrowali tę bazę danych z bazą Digi-NewB, by poprawić wykrywalności sepsy.
Teraz lekarze mają dzięki Digi-NewB więcej czasu na ocenę stanu dziecka – mogą zdecydować o dalszej obserwacji albo zastosować antybiotykoterapię. Oprogramowanie w czasie rzeczywistym wspiera personel medyczny, a także rodziców.
Na całym świecie wcześniactwo jest główną przyczyną śmierci dzieci w wieku poniżej pięciu lat. W prawie wszystkich krajach wzrasta wskaźnik przedwczesnych urodzeń
Projekt miał zakończyć się w maju, ale z uwagi na pandemię koronawirusa prawdopodobnie zostanie wydłużony do końca bieżącego roku.
Wcześniak to dziecko urodzone przed 37. tygodniem ciąży. Na całym świecie wcześniactwo jest główną przyczyną śmierci dzieci w wieku poniżej pięciu lat. W prawie wszystkich krajach wzrasta wskaźnik przedwczesnych urodzeń. Szacuje się, że ponad 1 na 10 dzieci na świecie rodzi się co roku za wcześnie (to łącznie ok. 15 milionów). Zakażenia sepsą stanowią 15-20 procent wskaźnika ich śmiertelności, a każdego roku na świecie około 1 milion dzieci umiera z powodu powikłań przedwczesnego porodu.
W Polsce, co roku rodzi się około 30 tysięcy wcześniaków. To około 7 procent wszystkich urodzeń, z czego większość to tzw. późne wcześniaki czyli noworodki urodzone blisko terminu porodu. Najmniejsze wcześniaki, które mają szansę na przeżycie, to te urodzone po skończonym 23. tygodniu ciąży. W ostatnich latach przeżywalność tych najmłodszych dzieci wzrosła z 20 do 60 procent. Aktualnie ratowane są dzieci nawet z bardzo małą masą ciała, czyli poniżej 750 gramów. Niektóre z nich ważą mniej niż pół kilograma.