Newsy

Sztuczna inteligencja pozwoli zapobiegać przedwczesnym porodom. Opracowywana przez Polaków technologia uratuje wiele noworodków od niepełnosprawności, a nawet śmierci

2021-01-11  |  06:00

Nawet co dziesiąte dziecko rodzi się przedwcześnie, czyli przed 37. tygodniem ciąży. To jedna z głównych przyczyn zgonów noworodków i długotrwałej niepełnosprawności. Obecnie nawet 30 proc. przedwczesnych porodów nie udaje się zdiagnozować. Gdyby lekarze byli w stanie wykorzystać dane i sztuczną inteligencję do przewidywania, które kobiety w ciąży mogą być zagrożone, do wielu z tych przedwczesnych porodów można by się lepiej przygotować, a co za tym idzie, uratować wiele istnień. Polscy naukowcy pracują nad stworzeniem takich sieci neuronowych, które na podstawie zdjęć USG oceniają prawdopodobieństwo przedwczesnego porodu.

– Projekt dotyczący predykcji przedwczesnych porodów przy użyciu sztucznych sieci neuronowych, które wykorzystują ultrasonograficzne filmy, polega na wczesnej detekcji porodów, które z powodów naturalnych odbędą się zbyt wcześnie. Obecnie 2/3 porodów przedwczesnych, czyli takich przed 36. tygodniem ciąży, jest diagnozowanych, ale co trzeci nie jest. Prowadzi to do dużego ryzyka związanego z nieodpowiednią opieką w momencie przyjścia na świat – mówi agencji Newseria Innowacje dr hab. inż. Tomasz Trzciński, adiunkt na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych na Politechnice Warszawskiej.

Tylko w Polsce między 22. a 36. tygodniem ciąży co roku rodzi się ok. 20 tys. dzieci. Na świecie, według różnych statystyk, 6–10 proc. ciąż kończy się przedwczesnym porodem. Choć najtrudniejsza sytuacja panuje w Afryce i Azji, także w USA i krajach europejskich zbyt wczesny poród jest jedną z głównych przyczyn śmierci noworodków. Choć większość takich porodów można przewidzieć, zdiagnozowanie części z nich jest praktycznie niemożliwe. Grupą szczególnie trudną do określenia ryzyka przedwczesnego porodu stanowią matki, które są w ciąży po raz pierwszy.

Systemy prognozowania, oparte na sztucznej inteligencji i sieciach neuronowych, mogłyby znacznie zmniejszyć skalę zbyt wczesnych porodów. Nad takim systemem pracują polscy naukowcy w ramach projektu sfinansowanego ze środków Rady Naukowej Politechniki Warszawskiej.

– W ramach projektu chcemy opracować metody oparte na sieciach neuronowych konwolucyjnych,, które na bazie zdjęć i filmów USG wykonywanych standardowo w ramach diagnostyki prenatalnej są wykorzystywane do oceny prawdopodobieństwa przedwczesnego porodu i ewentualnego przygotowania matki wraz z dzieckiem do takiej sytuacji – tłumaczy dr hab. inż. Tomasz Trzciński.

Medycyna coraz częściej wykorzystuje sieci neuronowe i sztuczną inteligencję do diagnostyki i predykcji części chorób. Nowoczesne technologie pozwalają przewidzieć choroby nowotworowe, prawdopodobieństwo zaburzeń neurologicznych, a automatyczna interpretacja elektrokardiograficzna jest już stosowana do diagnozowania zawału mięśnia sercowego i opracowywania leków. Wszystko wskazuje na to, że sieci neuronowe mogą pomóc również w prowadzeniu ciąży. Gdyby lekarze byli w stanie wykorzystać dane i sztuczną inteligencję do przewidywania, które kobiety w ciąży mogą być zagrożone, do wielu z przedwczesnych porodów można by się lepiej przygotować.

– Mamy do dyspozycji zbiory danych pozwalające na zidentyfikowanie powiązań między markerami, czyli między takimi wskazówkami, które widoczne są na samych zdjęciach USG, a rezultatem ciąży, czyli tym, że została ona rzeczywiście przedwcześnie zakończona. W związku z tym jesteśmy w stanie wytrenować sieć neuronową, która biorąc na wejściu zestaw zdjęć, ocenia, jak duże jest prawdopodobieństwo, że ciąża zostanie przedwcześnie rozwiązana – przekonuje ekspert.

Techniki głębokiego uczenia się wymagają mniej inżynierii danych i zapewniają dokładniejsze przewidywanie podczas pracy z ich dużymi ilościami. Udowodniły to już badania prowadzone przy chorobach onkologicznych i kardiologicznych. Jeśli projekt polskich naukowców się powiedzie, to w 2021 roku mógłby powstać serwis dla lekarzy i przyszłych mam, który pozwoliłby określić ryzyko przedwczesnego porodu.

– Mamy zebrane już dane z różnych źródeł, wraz z odpowiednimi adnotacjami na temat uzyskanych rezultatów. Czekamy w części tych danych na powodzenie w samym donoszeniu ciąży, żeby uzyskać finalną informację, czy była ona przedwczesna. W planach mamy opublikowanie dotychczasowych rezultatów na przełomie wiosny i lata, a później przejdziemy do implementacji serwisu dla szerszej populacji – zapowiada dr hab. inż. Tomasz Trzciński.

Czytaj także

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Kosmos

Pandemia opóźniła część projektów kosmicznych, choć nie zahamowała rozwoju branży. Rok 2021 ma przynieść kolejne istotne misje

Choć większość świata zwolniła w 2020 roku w związku z pandemią, przemysł kosmiczny ruszył do przodu. Para astronautów po raz pierwszy wystartowała na orbitę prywatnym statkiem kosmicznym, na Marsa ruszyły trzy oddzielne misje, a setki milionów kilometrów od Ziemi robot przechwycił największą próbkę asteroidy w historii. Jednocześnie wiele firm z sektora kosmicznego boryka się z problemami, zwłaszcza małe i średnie przedsiębiorstwa, które na ogół stanowią większość podmiotów komercyjnych. Tymczasem jakiekolwiek opóźnienia w dostarczaniu materiałów oznaczają albo ogromny wzrost kosztów, albo konieczność rezygnacji z misji.

Medycyna

Można już skorzystać z testów wykrywających COVID-19 w zaledwie pięć minut. Dostępne są także superszybkie i skuteczne testy molekularne

Tylko w Polsce od początku pandemii koronawirusa przeprowadzono blisko 8 mln testów. Początkowo popularnością cieszyły się zwłaszcza testy PCR, które potwierdzają lub wykluczają chorobę COVID-19. Obecnie, podczas drugiej fali, częściej wykonywane są testy na przeciwciała, które pozwalają określić, czy dana osoba przeszła już chorobę. Na rynku pojawiają się kolejne, superszybkie testy, które wykrywają koronawirusa  w ciągu kilku minut, jednak mają mniejszą wiarygodność niż testy PCR. W Polsce można wykonać tzw. ultraekspresy, czyli test molekularny RT-PCR, który wyniki podaje do trzech godzin po badaniu.