ШІ навчився прогнозувати стан здоров’я передчасно народжених немовлят
Науковці розробили інструмент на основі штучного інтелекту, який може прогнозувати стан здоров’я недоношених немовлят за аналізом крові, взятим незабаром після народження. Результати дослідження опубліковані в журналі Science Translational Medicine.
Автори наголошують, що їхня робота пропонує нове бачення передчасних пологів – не як одного узагальненого стану, зумовленого лише раннім народженням, а як сукупності кількох різних медичних сценаріїв із відмінними ризиками та наслідками.
За словами науковців, це дослідження є кроком до точнішого прогнозування ускладнень недоношеності та їх запобігання за допомогою лікування, адаптованого до конкретної дитини.
Дослідження також дає підґрунтя для кращого розуміння біологічних механізмів, через які розвиваються різні ускладнення недоношеності, і відкриває можливості для втручання в окремі біологічні процеси до того, як вони призведуть до серйозних клінічних проблем.
Проаналізувавши дані більш ніж 13 тисяч недоношених немовлят у Каліфорнії, алгоритм штучного інтелекту виявив закономірності в аналізах крові, які корелювали зі станом здоров’я дітей у подальшому віці. До вибірки увійшли як немовлята, у яких протягом перших тижнів після народження розвинулися одне або кілька ускладнень недоношеності, так і діти, народжені на тому самому терміні, але без ускладнень.
Ускладнення, які складно передбачити
Дітей, народжених більш ніж на три тижні раніше встановленого терміну, вважають недоношеними. У перші дні та тижні після народження в частини таких немовлят виникають ускладнення, які можуть уражати мозок, очі, легені або травну систему. Загалом, що раніше народжується дитина і що меншою є її маса тіла, то вищий ризик ускладнень. Водночас діти, народжені на однаковому терміні й з однаковою вагою, можуть мати суттєво різні медичні шляхи.
Нині лікарям складно наперед визначити, у кого перебіг буде сприятливим, а у кого – ускладненим.
Щоб краще зрозуміти ці відмінності, дослідники використали дані стандартного неонатального скринінгу. Усім новонародженим, зокрема й недоношеним, при народженні беруть зразок крові на спеціальну картку для виявлення рідкісних, але серйозних метаболічних захворювань.
Команда проаналізувала дані 13 536 недоношених дітей, народжених у Каліфорнії з 2005 по 2010 рік більш ніж за 10 тижнів до терміну – саме ця група має найбільший ризик ускладнень. Дослідники також використали діагностичні коди з медичних карток, які вказували на наявність або відсутність чотирьох основних ускладнень недоношеності: некротичного ентероколіту, ретинопатії недоношених, бронхолегеневої дисплазії та внутрішньошлуночкового крововиливу.
До аналізу увійшли й діти, народжені на тому самому ранньому терміні, але без жодних ускладнень. Для перевірки результатів алгоритм штучного інтелекту додатково протестували на даних 3 299 передчасно народжених немовлят з Онтаріо, Канада.
Зразки крові містили показники молекул, пов’язаних із метаболізмом, зокрема рівні різних амінокислот і сполук, що утворюються під час розщеплення жирів для отримання енергії. Алгоритм виявив у цих показниках патерни, які були пов’язані з подальшим розвитком одного або кількох ускладнень недоношеності.
На основі цих даних науковці сформували набір із шести показників крові, що лягли в основу індексу метаболічного здоров’я. Він показує, які недоношені діти мають підвищений ризик ускладнень, а які – ні. До індексу також додали клінічні чинники, зокрема термін вагітності на момент народження, масу тіла, стать немовляти та оцінку за шкалою Апгар.
Поєднання біологічних і клінічних даних дозволило з точністю понад 85% прогнозувати розвиток кожного з чотирьох основних ускладнень недоношеності.
Нині дослідники працюють над розширенням моделі, додаючи інформацію про перебіг вагітності матері, електронні медичні записи дитини та інші біологічні показники. За словами авторів, це може допомогти лікарям визначати, яких немовлят необхідно направляти до лікарень із високорівневими відділеннями інтенсивної терапії новонароджених, а також надавати батькам точнішу інформацію про прогноз.
Источник: bukvy.org