Monitorowanie zagrożeń na oddziale intensywnej terapii noworodków
Każdego roku przedwcześnie rodzi się prawie 8 % dzieci, co wymaga ich hospitalizacji na oddziałach intensywnej terapii noworodków. Zwiększa to ryzyko zakażenia, którego szybkie rozpoznanie jest jednak trudne, ponieważ dane mikrobiologiczne i biologiczne nie są wiarygodne, a objawy kliniczne nie mają żadnej wartości diagnostycznej. W związku z tym lekarze zazwyczaj podają takim pacjentom dużą ilość antybiotyków o szerokim spektrum działania.
System oceny ryzyka wystąpienia sepsy i dojrzewania organizmu noworodków
Celem finansowanego ze środków UE projektu Digi-NewB było wsparcie procesu podejmowania decyzji poprzez pomoc w wykrywaniu zakażeń szpitalnych oraz w kwantyfikacji dojrzewania organizmu noworodków. Projekt połączył wiedzę fachową z zakresu inżynierii, dużych zbiorów danych i nauk medycznych. „Nasz system wykorzystuje sztuczną inteligencję do scalania danych fizjologicznych, klinicznych i biologicznych w czasie rzeczywistym w celu oceny ryzyka wystąpienia sepsy i wsparcia w podejmowaniu decyzji dotyczących opieki zdrowotnej i leczenia”, wyjaśnia Patrick Pladys, koordynator projektu Digi NewB. System rejestruje i analizuje pełny zestaw danych na temat noworodka, takich jak rytm serca i oddechu, objawy kliniczne i ruchy, dzięki nagraniom wideo. Następnie oblicza wynik dotyczący ryzyka wystąpienia sepsy i wyświetla go, co pozwala pracownikom klinicznym na bieżąco monitorować zmiany tego wskaźnika. Mogą oni również przeglądać trendy wybranych parametrów i odtwarzać nagrania wideo. Co ważne, ten nowy system jest łatwy w obsłudze i instalacji oraz może być obsługiwany przez personel szpitalny. Owocem tego bazującego na danych projektu było wiele innowacji technologicznych i naukowych. Ponadto w jego wyniku powstała duża baza danych opatrzonych adnotacjami, łącząca nagrania wideo, sygnały fizjologiczne i dane kliniczne odpowiadające nagraniom z okresu siedmiu lat oraz koncepcję kilku innowacyjnych algorytmów do przetwarzania sygnału, z których niektóre zostały opatentowane. Sporo wysiłku włożono również w zebranie i scharakteryzowanie ruchów z nagrań wideo oraz spontanicznego płaczu wcześniaków. Pozwalają one na kwantyfikację pourodzeniowego dojrzewania rytmu serca i dróg oddechowych, snu i płaczu u wcześniaków.
Wyniki kliniczne i przyszłe kierunki działań
Aby zbudować i zoptymalizować system Digi-NewB, partnerzy projektu wprowadzili prototyp do użytku w czasie rzeczywistym w Szpitalu Uniwersyteckim w Rennes. Wykorzystując metodologię ukierunkowanego projektowania, do systemu wprowadzono wyniki badań naukowych w celu poprawy jego gotowości technicznej. Mimo że działanie systemu Digi-NewB wciąż jeszcze musi zostać zweryfikowane w ramach dużego kontrolowanego badania klinicznego, na etapie rozwoju pomyślnie przeszedł on test sprawdzający poprawność jego koncepcji. Podkreśla to potencjał monitorowania opartego na sztucznej inteligencji w zakresie wykrywania i leczenia sepsy w okresie okołoporodowym. Wyniki wykazały, że system Digi-NewB może rozpoznać sepsę o 4–48 godzin szybciej niż w przypadku standardowych badań lub innych metod stosowanych obecnie w diagnostyce sepsy na oddziałach neonatologicznych. „Wykazaliśmy, że wykorzystanie proponowanego przez nas wielowymiarowego podejścia do podejmowania decyzji klinicznych już na samym początku życia dziecka może prowadzić do bardziej spójnego wykorzystania danych zdrowotnych”, podkreśla Pladys. Zespół projektu pracuje obecnie nad kontrolowanym badaniem klinicznym, które potwierdzi, że monitorowanie w czasie rzeczywistym poprzez generowaną przez system Digi NewB punktację może zmniejszyć zachorowalność i śmiertelność w związku z sepsą szpitalną wśród noworodków. „System Digi-NewB wyróżnia to, że wraz ze wzrostem ilości danych w bazie, a także rozwojem opieki zdrowotnej nad noworodkami, może się on dostosowywać i stale ulepszać”, podsumowuje Pladys. Ponadto partnerzy projektu opracowali wykres dojrzewania, na którym przedstawiono współzależność pomiędzy pomiarami sercowo-oddechowymi i neurobehawioralnymi oraz wynikami monitorowania snu z wiekiem. Chociaż nie określono jeszcze wpływu narzędzia na praktykę kliniczną, pomoże ono w pomiarze odchyleń od oczekiwanych, optymalnych trajektorii poporodowych, umożliwiając podejmowanie decyzji dotyczących wspomagania oddechu czy wypisu ze szpitala.
Słowa kluczowe
Digi-NewB, sepsa, dojrzewanie, monitorowanie, wcześniak, noworodek, oddział intensywnej terapii noworodków, system wspomagania decyzji
