Праћење фетуса ће довести до великих промена

Праћење фетуса ће довести до великих промена

Истраживачи у Ирану су користили дубоку неуронску мрежу (ДНН) да извуку фетални електрокардиограм (ЕКГ) из једног абдоминалног ЕКГ канала. Њихов метод, описан у Физиолошким мерењима, може побољшати праћење фетуса у будућности.

Како изоловати фетални ЕКГ?

Тренутно се електрична активност срца фетуса мери електрокардиограмом добијеним од електрода са ЕКГ водовима постављеним на стомак будуће мајке. Клиничари могу да користе фетални ЕКГ за процену здравља фетуса и дијагнозу абнормалности.

Изазов? Тешко је одвојити феталне ЕКГ сигнале од абдоминалних ЕКГ-а, који садрже сигнале од фетуса („фетални ЕКГ”) и мајке („материни ЕКГ”), као и сигнале из извора сметњи као што су контракције мишића. Овај задатак постаје све захтевнији пред крај трудноће, када је амплитуда ЕКГ сигнала фетуса упоредива са ЕКГ-ом мајке.

Главни аутор студије, Арасх Расти-Меиманди, дипломирани студент на Иранском универзитету науке и технологије, и његове колеге су дошли до приступа који се ослања на ДНН-ове за решавање проблема.

Расти-Меиманди је инспирисан Унетсом, конволуционим мрежама које се обично користе за задатке сегментације медицинске слике. Он и његов сарадник Абоозар Гхаффари применили су модификовану верзију Унета да прво извуку ЕКГ труднице, а затим и ЕКГ сигнал фетуса.

„Унет надмашује друге технике у сегментацији слике“, рекао је Расти-Меиманди. „Да бисмо издвојили различите компоненте абдоминалног ЕКГ-а, детектовали смо абдоминалне ЕКГ сигнале у различитим резолуцијама (слично процесу који се користи у Унет моделу)).“

ДНН истраживача, назван АЕЦГ-ДецомпНет, користи две подмреже у серији за издвајање феталних ЕКГ-а из једноканалног абдоминалног ЕКГ-а. Прва подмрежа издваја ЕКГ мајке; други је фетални ЕКГ. Истраживачи су одвојено обучавали две подмреже користећи симулиране ЕКГ сигнале, а затим су проценили подмреже користећи симулиране и стварне абдоминалне ЕКГ снимке.

Користећи графички процесор, ДНН истраживача може да обради четири секунде абдоминалних ЕКГ снимака за отприлике једну секунду.

Будућност ДНН-а и феталног ЕКГ-а

За разлику од других метода смањења сигналног шума које захтевају референтни ЕКГ модалитет (П, К, Р, С и Т таласни облици који указују на електричну активност срца), вишеканални ЕКГ, или обоје, метод истраживача захтева само један канал, тј. Моћи. Ово не само да побољшава удобност мајке током снимања ЕКГ-а, већ такође захтева мање ресурса и мање времена за имплементацију у поређењу са традиционалним методама снимања ЕКГ-а и екстракције сигнала.

Истраживачи су такође открили да је њихов метод боље сачувао облик и структуру феталних ЕКГ сигнала у односу на друге методе -- свих пет таласних облика је било добро очувано, што је омогућавало откривање и дијагнозу феталних абнормалности.

"Главни резултат ове студије је ефикасност употребе ДНН-а за ефикасно издвајање феталних ЕКГ сигнала из једноканалних абдоминалних снимака", рекао је Расти-Меиманди за Пхисицал Ворлд. „Тренутно радимо на софистициранијим алгоритмима... да додатно побољшамо тачност екстракције откуцаја срца.“

Тим такође ради на начинима за имплементацију ДНН-а у реалном времену на паметним телефонима.

Ограничења њиховог приступа укључују потенцијално превелико ослањање на скуп података за обуку, посебно са слабим феталним ЕКГ сигналима, и ширење грешке од прве подмреже у другу.