Una herramienta recientemente desarrollada que utiliza visión por computadora e inteligencia artificial (IA) podría ayudar a los médicos a evaluar más rápidamente la placenta al nacer, según una nueva investigación de científicos de Northwestern Medicine y Penn State, podría mejorar potencialmente la atención materna y neonatal.
El estudio, publicado el 13 de diciembre en la edición impresa de la revista el patrón y que aparece en la portada de la revista, describe un programa informático llamado PlacentaVision que puede analizar una imagen simple de la placenta para detectar infecciones y anomalías asociadas con la sepsis neonatal, una afección potencialmente mortal que se está volviendo cada vez más común en todo el mundo y afecta a millones de recién nacidos. superficie.
“La placenta es una de las muestras más comunes que vemos en el laboratorio”, afirmó el coautor del estudio, el Dr. Jeffrey Goldstein, director de patología y profesor asociado de patología en la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern. “Cuando una unidad de cuidados intensivos neonatales está tratando a un bebé enfermo, incluso unos minutos pueden marcar la diferencia en la toma de decisiones clínicas. Con estas imágenes para diagnosticar, podemos tener una respuesta días antes de nuestra rutina”.
Northwestern proporcionó la mayor colección de imágenes para el estudio y Goldstein supervisó el desarrollo y la resolución de problemas del algoritmo.
A Alison de Gernand, la investigadora principal que coordinó el proyecto, se le ocurrió la idea original de la herramienta a través de su trabajo en salud global, particularmente en embarazos en los que las mujeres dan a luz en casa debido a la falta de recursos de atención médica.
“Abandonar la placenta sin realizar pruebas es un problema común pero que a menudo se pasa por alto”, dijo Gernand, profesor asociado del Departamento de Ciencias de la Nutrición de la Facultad de Salud y Desarrollo Humano de Penn State (HHD). “Esta es una oportunidad perdida para identificar preocupaciones y brindar una intervención temprana que pueda reducir las complicaciones y mejorar los resultados tanto para la madre como para el bebé”.
¿Por qué es importante el examen placentario temprano?
La placenta juega un papel importante en la salud tanto de la mujer embarazada como del bebé durante el embarazo, pero a menudo no se examina completamente al nacer, especialmente en áreas con recursos médicos limitados.
“No es sólo una cuestión de tiempo”, afirmó Yumo Pan, candidato a doctorado en el programa de informática de la Facultad de Ciencias y Tecnología de la Información (IST) y autor principal del estudio. La investigación puede salvar vidas y mejorar los resultados de salud”. “Esto podría hacer que el examen de placenta sea más accesible, beneficiando la investigación y la atención de embarazos futuros, especialmente aquellos con complicaciones. para madres y bebés de alto riesgo”.
La detección temprana de una infección placentaria con herramientas como PlacentaVision puede permitir a los médicos tomar medidas inmediatas, como administrar antibióticos a la madre o al bebé y monitorear de cerca al recién nacido para detectar signos de infección, dijeron los científicos.
Según los investigadores, PlacentaVision está destinado a su uso en una variedad de poblaciones clínicas.
“En áreas de bajos recursos (lugares donde los hospitales no tienen laboratorios de patología o especialistas) esta herramienta puede ayudar a los médicos a identificar rápidamente problemas como las infecciones placentarias”, afirmó Penn. “En hospitales bien equipados, este dispositivo podría ayudar a los médicos a determinar qué placentas requieren un examen más detallado, haciendo el proceso más eficiente y garantizando que se dé prioridad a los asuntos más importantes”.
“Antes de que una herramienta de este tipo pudiera implementarse a nivel mundial, los principales obstáculos técnicos que enfrentamos fueron hacer que el modelo fuera lo suficientemente flexible para manejar diferentes diagnósticos placentarios y garantizar que el dispositivo pueda ser resistente a diferentes condiciones de iluminación, calidad de imagen y entornos clínicos. ” dijo James Z. Wang, profesor distinguido de la Facultad de IST de Penn State y uno de los autores del estudio. Investigador principal. “Nuestra herramienta de IA debe mantener la precisión incluso cuando muchas de las imágenes de entrenamiento provienen de un hospital urbano bien equipado. Garantizar que PlacentaVision pueda manejar una amplia gama de situaciones del mundo real”.
Tull aprendió a analizar imágenes de la placenta.
Los investigadores utilizaron el aprendizaje de contraste intermodal, un método de inteligencia artificial para alinear y comprender la relación entre diferentes tipos de datos, en este caso, visuales (imágenes) y textuales (informes patológicos), con un programa de computadora. analizar imágenes. Placenta Recopilaron un conjunto de datos grande y diverso de imágenes placentarias e informes de patología que abarcaron un período de 12 años, estudiaron cómo estas imágenes se correlacionaban con los resultados de salud y construyeron un modelo que basaba las nuevas imágenes pero podía hacer predicciones. El equipo también desarrolló diferentes estrategias de transformación de imágenes para simular diferentes condiciones de toma de imágenes y evaluar mejor la flexibilidad del modelo.
El resultado fue PlacentaCLIP+, un robusto modelo de aprendizaje automático que puede detectar riesgos para la salud con gran precisión mediante el análisis de imágenes de la placenta. Ha sido validado internacionalmente para confirmar un rendimiento consistente en todas las poblaciones.
Según los investigadores, PlacentaVision está diseñado para ser fácil de usar, posiblemente funcionando a través de una aplicación de teléfono inteligente o integrado en un software de registros médicos para brindar a los médicos respuestas rápidas después del parto.
Siguiente paso: aplicación fácil de usar para el personal médico
“Nuestros próximos pasos incluyen el desarrollo de una aplicación móvil fácil de usar que los profesionales médicos, con una formación mínima, puedan utilizar en clínicas u hospitales de escasos recursos”, afirmó Penn. “La aplicación fácil de usar permitirá a los médicos y enfermeras tomar una fotografía de la placenta y obtener comentarios instantáneos y mejorar la atención”.
Los investigadores planean ampliar la herramienta agregando más tipos de características placentarias e incorporando datos clínicos para mejorar las predicciones y contribuir a la investigación sobre la salud a largo plazo. También probarán el dispositivo en diferentes hospitales para asegurarse de que funcione en diferentes entornos.
“Esta herramienta tiene el potencial de cambiar la forma en que se examina la placenta después del nacimiento, especialmente en partes del mundo donde estos exámenes rara vez se realizan”, afirmó Gernand. “Esta innovación promete un mayor acceso tanto en entornos de bajos como de altos recursos. Con un mayor perfeccionamiento, tiene el potencial de transformar la atención materna y neonatal al permitir intervenciones tempranas y personalizadas que mejoren los resultados de salud y mejoren las vidas de las personas”. madres y niños de todo el mundo.”
Esta investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería de los Institutos Nacionales de Salud (subvención R01EB030130). El equipo utilizó recursos de supercomputación del programa Ecosistema de coordinación de infraestructura cibernética avanzada: servicios y soporte (ACCESS), financiado por la Fundación Nacional de Ciencias.
