En todo el mundo, El parto prematuro es una de las principales causas de muerte de los niños menores de cinco años. Un nuevo algoritmo combinado con una computadora de mano, El dispositivo basado en un teléfono inteligente podría ayudar a los trabajadores de la salud en lugares remotos a estimar los grados de prematuridad de los bebés afectados. Esta información puede ser fundamental para administrar tratamientos que salvan vidas.

El nuevo método se basa en estudios clínicos previos que muestran que la edad gestacional se puede calcular a partir de la densidad de los vasos sanguíneos en una región específica del ojo. En la revista The Optical Society (OSA) Óptica Biomédica Express , los investigadores informan que su método automatizado para analizar el video del ojo en la mayoría de los casos superó a un método manual para determinar la edad gestacional de 124 recién nacidos.

"Inventamos un sistema completamente automático algoritmo de aprendizaje automático que utiliza imágenes adquiridas con un dispositivo portátil basado en un teléfono inteligente para clasificar la edad gestacional de un recién nacido, "dijo Arjun D. Desai de la Universidad de Duke, primer autor del artículo. "Esperamos que el algoritmo sea útil para estimar la edad gestacional remota y en el punto de atención de los recién nacidos prematuros en países de bajos ingresos sin la necesidad de expertos médicos".

Los investigadores han creado software utilizando el nuevo algoritmo de código abierto y disponible gratuitamente en línea. En colaboración con Jennifer B. Griffin de RTI International, el software se probará y perfeccionará durante un próximo ensayo clínico a gran escala en el África subsahariana y el sur de Asia, donde ocurren más del 60 por ciento de los nacimientos prematuros del mundo. El ensayo está financiado por la Fundación Bill y Melinda Gates.

"Nuestro trabajo demuestra que los enfoques de aprendizaje automático combinados con Los sistemas de imágenes ópticas no invasivas pueden abordar el uso intensivo de recursos, problemas de salud global complejos, "dijo la autora principal del periódico, Sina Farsiu, de los Departamentos de Ingeniería Biomédica y Oftalmología de la Universidad de Duke.

No se necesita experto

El nuevo enfoque implica el uso de un oftalmoscopio, un instrumento de mano que se usa para inspeccionar el ojo, conectado al lente de la cámara de un teléfono inteligente para adquirir videos de los vasos sanguíneos en una parte del ojo conocida como la cápsula anterior del lente. Para eliminar la necesidad de que un experto capture imágenes, los investigadores desarrollaron un algoritmo que analiza automáticamente el video para identificar el fotograma de mayor calidad y la región de interés para el análisis.

Una vez que se captura el video, el sistema aplica técnicas computacionales que incluyen redes neuronales convolucionales y algoritmos de aprendizaje automático para evaluar las características de la imagen en la región de interés y estimar la edad gestacional. Estos enfoques de inteligencia artificial permiten que el sistema informático aprenda de los datos y mejore con la experiencia.

Los investigadores probaron su nuevo enfoque en un grupo de 124 recién nacidos en los EE. UU. Compararon su método automatizado con el método manual de mejor rendimiento. que implica seleccionar manualmente el fotograma de mayor calidad en el video, identificar el área que muestra la cápsula anterior del cristalino, y luego aplicar un modelo de la relación entre la densidad de los vasos sanguíneos y la edad gestacional. Realizaron ambos métodos en recién nacidos que tenían seis edades gestacionales:menor o igual a 33, 34, 35, 36, 37 y 38 semanas. El método automático funcionó tan bien o mejor que el método manual en todas las edades gestacionales excepto en las 33 semanas.

Expandiéndose a otras partes del mundo

"Nuestro trabajo es un primer paso para desarrollar un proceso completamente automático para determinar la edad gestacional que sea precisa y robusta a las diferencias entre los recién nacidos, "dijo Desai." Si es necesario, Ajustaremos nuestro algoritmo utilizando datos de poblaciones con diferentes áreas geográficas, antecedentes raciales y socioeconómicos ".

Durante el próximo ensayo clínico, Los investigadores planean recopilar videos de recién nacidos en países de bajos ingresos para ver qué tan bien funciona el nuevo método para estos niños. Esperan que el método de análisis de imágenes automatizado combinado con otros biomarcadores de imágenes no invasivos obtenga los mejores resultados.