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

Medycyna

Algorytm sztucznej inteligencji poprawi diagnostykę i leczenie zaburzeń snu. Czas wyszukiwania nieprawidłowości skróci z wielu godzin do kilku sekund [DEPESZA]

Sztuczna inteligencja coraz szerzej wkracza do świata medycyny. Algorytmy SI okazały się skuteczne w interpretacji obrazów RTG, rozpoznają choroby, proponują też skuteczne leczenie. Na Uniwersytecie Kopenhaskim opracowano algorytm, który może poprawić diagnostykę i leczenie zaburzeń snu. Uczenie maszynowe w ciągu kilku sekund wykonuje badania, które lekarzom zajmują długie godziny. W ten sposób pozwoli zdiagnozować znacznie więcej pacjentów. Obecnie na różnego rodzaju zaburzenia snu cierpi nawet 45 proc. osób na świecie.

Energetyka

Krzemu w elektronice nie wyprze żaden inny materiał przez najbliższych kilkadziesiąt lat. Innowacyjne materiały znajdują tylko pojedyncze zastosowania

Choć na świecie pojawiają się nowe technologie półprzewodnikowe, zdaniem ekspertów krzem pozostanie liderem pod względem wykorzystania w mikroelektronice przez najbliższych kilkadziesiąt lat. Innowacyjne materiały mogą go wypierać w pojedynczych zastosowaniach. Arsenek galu może być nadzieją w kwestii tworzenia ogniw fotowoltaicznych. Z kolei polski wynalazek, azotek galu, otwiera furtkę do miniaturyzacji, m.in. superszybkich ładowarek.