ANALISI AUTOMATICA DELLO SCHEMA MOTORIO NEONATALE (AIMOTHERNeo)

Assistenza neonatale ed esami neonatali:

Ogni neonato viene sottoposto ad un esame clinico approfondito in sala parto prima di essere trasferito insieme alla madre nel reparto post parto (decreto del 18 ottobre 1994). Durante il soggiorno di maternità viene effettuato almeno un ulteriore esame completo. Obbligatorio prima dell'8° giorno di vita, questo esame viene registrato sul libretto sanitario e consente il rilascio del primo certificato sanitario (certificato 8° giorno). Si effettua in presenza della mamma o di entrambi i genitori, in un ambiente luminoso e adeguatamente riscaldato, preferibilmente prima del pasto o durante una routine di accudimento, quando il bambino è vigile, e rispettando le norme igieniche (lavaggio delle mani, uso di un apposito camice per neonato e disinfezione delle attrezzature). Sono possibili variazioni cliniche significative tra i neonati e possono essere rilevate numerose anomalie minori.

La valutazione neurologica del neonato inizia con la raccolta della massima quantità di informazioni sulla storia prenatale e sul contesto di nascita. Anche il contesto familiare e sociale è cruciale. Ad esempio, precedenti morti neonatali in famiglia possono indicare disordini metabolici autosomici recessivi, mentre i dettagli di eventuali precedenti aborti materni sono particolarmente rilevanti nei sospetti disturbi dominanti legati all’X, dove la letalità maschile è comune. Le cartelle cliniche sono fonti estremamente utili per i punteggi Apgar, i risultati dei gas nel sangue, i dati del monitoraggio antepartum e qualsiasi complicanza ostetrica. Anche le informazioni cliniche riguardanti il ​​periodo immediatamente successivo al parto, noto come "ora d'oro" nei gruppi ad alto rischio, possono essere molto preziose. Inoltre, le osservazioni degli infermieri, quando disponibili, sono generalmente preziose. Quando si valutano neonati con disturbi parossistici, le sequenze video degli eventi in questione possono fornire preziosi indizi diagnostici.

L’esame clinico rimane un elemento centrale e forse lo strumento più economico e sicuro per valutare i neonati con sospetto di problema neurologico (“Wusthoff CJ. Modalità d'uso: l'esame neurologico neonatale. Arch Dis Child Educ Pract Ed. 2013;98:148-53." Estratto da: Mustafa A. M. Salih. "Neurologia infantile clinica". iBook.). Pertanto, gli obiettivi principali dell'esame sono determinare se il neonato è "neurologicamente normale" o meno e, se necessario, avviare ulteriori indagini. Serve anche a valutare il peggioramento (o il miglioramento) delle condizioni del neonato nel tempo. Va notato che lo stato neurologico del neonato spesso non può essere completamente determinato da un singolo esame neurologico, soprattutto se eseguito abbastanza precocemente. Infatti, il valore predittivo dell'esame neurologico tende a migliorare con l'età cronologica del neonato, come illustrato, ad esempio, dal caso di un neonato che ha subito un significativo danno ipossico-ischemico alla nascita. Infatti, la presentazione clinica di questo bambino varierà nel tempo e una valutazione completa e accurata delle lesioni è spesso possibile a distanza. Inoltre, è noto che lo stato neurologico del neonato può essere influenzato da una serie di fattori “non neurologici” come farmaci somministrati alla madre durante la gravidanza, infezioni, disturbi respiratori e stimoli spiacevoli come il dolore (dalla mano fredda di un esaminatore, per esempio) e la fame.

Descrizione del focus della ricerca Esistono diverse scale e approcci standardizzati e validati ampiamente utilizzati in varie unità neonatali. Ciascuno ha i suoi punti di forza e di debolezza, ma sono tutti sufficientemente completi da fornire un’idea del profilo dello sviluppo neurologico sia dei neonati a termine che di quelli prematuri. Molti di essi, come l'esame Dubowitz, sono liberamente accessibili su Internet e nella maggior parte dei manuali di neonatologia.

Date le caratteristiche uniche del sistema nervoso neonatale in via di sviluppo, è necessario adattare l’esame neurologico formale applicabile ai bambini più grandi e agli adulti. L'osservazione è il primo passo dell'esame ed è fondamentale trascorrere quanto più tempo possibile osservando il bambino e la sua interazione con l'ambiente ("Dubowitz L, Mercuri E, Dubowitz V. Un punteggio di ottimalità per l'esame neurologico del neonato a termine. J Pediatr. 1998;133:406-16." Estratto da: Mustafa A. M. Salih. "Neurologia infantile clinica". iBook.). Questa fase di osservazione è fondamentale nella valutazione del bambino e superiore al cosiddetto esame manuale, che prevede la palpazione e la manipolazione diretta del bambino. Questo esame visivo comprende diversi registri relativi alla posizione e al movimento spontaneo del bambino, sia in termini di arti, movimenti della testa, movimenti oculari, e vocalizzazioni. Anche l’interattività è fondamentale, poiché indica se il bambino risponde alle voci e se sono presenti meccanismi di tracciamento automatico.

Questa fase di osservazione dei neonati è cruciale. Permette la valutazione di funzioni cardinali come capacità motorie, reattività e interazione e fornisce informazioni sul funzionamento delle strutture neurologiche centrali e periferiche del paziente. È importante comprendere che questi elementi consentono una valutazione molto più completa del neonato, e che queste stesse funzioni verranno compromesse in occasione di fenomeni fisiopatologici sistemici per i quali il coinvolgimento neurologico è solo secondario o indiretto, come sepsi, malattie metaboliche, anossia- encefalopatie ischemiche, ecc. Ecco perché questo esame clinico, anche se molto generico e poco mirato, è di cruciale importanza nella progressione del neonato prima della dimissione.

Le migliori pratiche spesso sembrano dipendere dal caregiver. Sebbene il ricorso alla standardizzazione nell'osservazione e nella raccolta dei dati sia inevitabile, l'esame clinico rimane un fenomeno, un'esperienza che include un elemento soggettivo legato all'esperienza e alla competenza del professionista. La sua espressione presenta quindi una certa variabilità tra i pazienti. Alla variabilità interindividuale e alla variabilità nella valutazione del valutatore si aggiunge la difficoltà di valutazione legata all'età del bambino.

Pertanto, la componente osservativa dell’esame clinico in neonatologia si basa sulla combinazione di tre elementi: espressione facciale, pianto, mobilità periferica e/o tono posturale. Inoltre, nonostante le diverse scale di valutazione, il dolore rimane difficile da valutare e di conseguenza da gestire in ambito ospedaliero in generale e in particolare nei neonati.

La soluzione AI MOTHER Neo si basa sul fondamento tecnico di

1. riconoscimento automatizzato delle espressioni facciali.
2. Riconoscimento del grido:
3. Riconoscimento del movimento e della postura:

La giustificazione della durata della ricerca si basa su diversi fattori:

1. Numero di nascite all'anno: il numero di nascite registrate all'ospedale di Poissy-Saint-Germain è di 4.500 all'anno.
2. Frequenza delle acquisizioni: le acquisizioni verranno effettuate durante le visite nei giorni 0, 1, 2, 3 e 4 dopo la nascita, fornendo un potenziale di 22.500 acquisizioni all'anno.
3. Obiettivo di reclutamento: L'obiettivo è ottenere 10.000 acquisizioni durante la ricerca.
4. Tasso di reclutamento/acquisizione desiderato: l'obiettivo è un tasso di reclutamento/acquisizione inferiore al 15%.

Sulla base di questi dati si propone una durata di 3 anni per raggiungere l'obiettivo di 10.000 acquisizioni. Ciò consente di mantenere un tasso di reclutamento/acquisizione ragionevole e realizzabile nell’ambito della ricerca.

Obiettivo primario Il nostro progetto mira a sviluppare un sistema computerizzato di valutazione clinica per i neonati che tenga conto dei tre criteri principali di varie scale cliniche: espressione facciale, pianto, postura e movimento.

Obiettivi secondari L'obiettivo secondario è caratterizzare modelli motori specifici di una determinata situazione, in particolare una situazione patologica. L'obiettivo principale è distinguere tra un modello "normale" e uno modello "anormale". Una volta ottenuto un numero sufficiente di acquisizioni, si cercherà di identificare pattern specifici, ovvero di effettuare diagnosi basate su analisi computerizzate. I modelli corrispondenti all'infezione neonatale precoce, all'encefalopatia anossico-ischemica, alla paralisi del plesso brachiale, tra gli altri, saranno identificati e definiti con l'obiettivo di massimizzare la specificità e la sensibilità dei test.

Criterio primario di valutazione Il criterio di valutazione scelto è il confronto del punteggio computerizzato con l'esame clinico. Questi punteggi saranno descritti per ciascun paziente mediante la media e la deviazione standard su parametri numerici normalmente distribuiti (mediana, 25° e 50° percentile). I confronti tra i due gruppi verranno effettuati mediante test appaiati.

Criteri di valutazione secondari Elencare i criteri di valutazione secondari che riguardano gli obiettivi secondari.

Le acquisizioni consistono in video 2D a 60Hz della durata di 1-2 minuti, ripresi durante il bagnetto o l'esame clinico di un bambino sveglio, svestito, con pannolino o tutina. Tali acquisizioni possono essere effettuate più volte durante il soggiorno di maternità (Giorni 0/1/2/3/4) per lo stesso bambino e per bambini diversi. I dati raccolti includeranno dati sullo scheletro in cui verranno analizzate variabili quali ampiezza, simmetria, accelerazione, angoli degli arti, ecc. Questi vari dati verranno combinati per fornire un profilo di movimento specifico e definire modelli specifici per un gruppo di pazienti con una caratteristica comune.

Numero di centri partecipanti Si tratta di una ricerca multicentrica che coinvolge due centri situati nella regione parigina:

• I reparti di maternità e medicina neonatale e di terapia intensiva dell'ospedale di Poissy-Saint-Germain
• L'Unità di Terapia Intensiva Pediatrica dell'Ospedale Raymond Poincaré, Garches. (Possibile estensione ad un reparto di terapia intensiva chirurgica e/o neonatologia).

Identificazione del soggetto In questa ricerca, i soggetti saranno identificati come segue: Numero del centro (3 posizioni numeriche) - Numero dell'ordine di selezione della persona all'interno del centro (4 posizioni numeriche) - Iniziale del cognome - Iniziale del nome Questo riferimento è unico e sarà conservati per tutta la durata della ricerca.

Criteri di ammissibilità Dopo aver informato i genitori o tutori legali sugli obiettivi e le modalità dello studio (informazioni orali), verrà loro proposto il protocollo.

Criteri di inclusione I criteri di inclusione sono i seguenti:

• Bambini ricoverati nel reparto maternità e nel reparto di medicina neonatale e terapia intensiva dell'ospedale Poissy-Saint-Germain.
• Accordo dei tutori legali/non opposizione. Criteri di esclusione
• Rifiuto dei tutori legali.
• Genitori minorenni.

Conduzione della ricerca Il progetto mira a sviluppare un sistema automatizzato di analisi del suono e dell'immagine utilizzando la visione artificiale nei neonati nei reparti di maternità. La prima fase di questo progetto prevede la registrazione, previo consenso, di sequenze audio e video di neonati ricoverati nel reparto di maternità o nell'Unità di Medicina Neonatale e Terapia Intensiva dell'Ospedale di Poissy-Saint-Germain. Queste sequenze video saranno analizzate dai programmi di riconoscimento facciale sviluppati presso il Laboratorio R2P2 dell'Unità di Terapia Intensiva Pediatrica dell'Ospedale Raymond Poincaré di Garches e dalla società OSO Ai.

Metodo:

L'acquisizione viene eseguita su un bambino nudo o con pannolino, sveglio, sdraiato sulla schiena per 1 minuto prima del bagno o dell'esame clinico. A ciascun video verranno associati dati clinici dei pazienti quali sesso, età gestazionale, peso alla nascita, punteggio di Apgar, gas del sangue cordonale (pH e lattati) e modalità di parto.

La prima fase del progetto prevede il recupero di sequenze video/audio di neonati ai Giorni 0/1/2/3/4 o oltre se la degenza è prolungata. Queste sequenze si concentreranno sul bambino e forniranno una visione completa compresi gli arti. I video sono archiviati su un disco rigido crittografato sotto la responsabilità del professor Bergounioux, che li estrarrà regolarmente. Queste sequenze verranno quindi analizzate presso il Laboratorio R2P2 affiliato all'Unità di Neurologia Pediatrica, Riabilitazione e Terapia Intensiva dell'Ospedale Raymond Poincaré utilizzando programmi open source modificati per il riconoscimento facciale e della postura, nonché l'analisi del suono. Verrà stabilita una correlazione con valutazioni cliniche condotte parallelamente alle registrazioni video.

Follow-up della popolazione L'acquisizione di sequenze video/audio sarà condotta per i neonati dai giorni 0/1/2/3/4 e oltre in caso di ricovero continuato, nel reparto di maternità o nell'Unità di Medicina Neonatale e Terapia Intensiva a Poissy- Ospedale Saint-Germain.

Durata della partecipazione del paziente La partecipazione del paziente è limitata all'acquisizione di immagini durante il ricovero.

La ricerca non interventistica che coinvolge soggetti umani non presenta rischi per i pazienti. Eventuali effetti avversi osservati nei pazienti partecipanti alla ricerca vengono segnalati dai ricercatori secondo i piani di sorveglianza locale stabiliti nell'ambito delle attività sanitarie.

L'obiettivo è sviluppare un sistema che consenta l'analisi automatizzata del neonato sia a livello visivo che uditivo. L'obiettivo primario è definire la "normalità" di questa presentazione clinica, che prevede l'acquisizione di un totale di 10.000 acquisizioni video (da 1 a 2 minuti ciascuna) ai giorni 0/1/2/3 e al giorno 4 per i neonati ricoverati nel reparto di maternità o nell'Unità di Medicina Neonatale e Terapia Intensiva.

Questi film saranno ottenuti con il consenso dei genitori e destinati esclusivamente alla ricerca e allo sviluppo del sistema automatizzato AI MOTHER Neo sotto la responsabilità del Professor Bergounioux.

L'analisi mira a stabilire algoritmi di classificazione utilizzando reti neurali che differenziano tra un "esame normale" e un "esame anormale".