妊娠初期の超音波スキャンで異常な胎児脳所見をスクリーニングするための人工知能アルゴリズム (AIRFRAME)
後頭蓋窩脳腔の視覚化、それらの空間的関係および測定値は、NT測定に使用されるものと同じ胎児頭の正中矢状図で取得でき(9)、次のような神経管欠損症の早期診断に重要な役割を果たします。開放性脊椎関節症 (5)、および DWM や BPC などの後頭蓋窩異常 (7)。 ただし、妊娠初期の胎児後頭蓋窩の評価は、胎児の不随意運動や脳構造の小さなサイズなど、いくつかの制限があり、検査や誤診が困難になるため、依然として困難です。 さらに、高品質の超音波画像の取得、標準的な測定、および正確な診断についてもオペレーターに依存します。
画像の取得を改善したり、自動的に測定を実行したり、胎児の異常の診断を支援したりするための新しい技術の使用は、特に妊娠初期における胎児の脳の最適な評価にとって非常に重要である可能性があります (10)。 人工知能 (AI) は、学習、思考、問題解決など、人間の知性に関連するプロセスを実行するコンピューター プログラムの能力として説明されています。 機械学習 (ML) のサブセットであるディープ ラーニング (DL) は、人間の介入なしにデータから自動的に特徴を学習する能力によって定義される AI の一分野です。 DL では、人間の脳の神経経路を大まかにモデル化した複数のレイヤーによって入力と出力が接続されます。 画像認識の分野で最も有望なタイプの DL ネットワークの 1 つは、畳み込みニューラル ネットワーク (CNN) に代表されます。 これらは、非常に代表的な画像特徴を完全に自動化された方法で抽出するように設計されているため、診断の意思決定に適用できます。
これらの観察によると、超音波ベースの AI アルゴリズムを開発することを目的とした研究プロジェクトを提案します。この AI アルゴリズムは、妊娠初期の超音波スキャン中に胎児の後頭蓋窩構造を評価し、完全に自動化されたデータ処理によって正常な所見と異常な所見を区別することができます。 .
調査の概要
詳細な説明
産科超音波における AI の適用には、構造の識別、自動および標準化された測定、分類診断の 3 つの側面が含まれます。 産科超音波検査は時間がかかるため、AI を使用することで検査時間を短縮し、ワークフローを改善することもできます。
研究デザイン: これは、多施設レトロスペクティブ観察コホート研究とその後の前向きコホート研究です。 研究デザインは、2 つの異なるフェーズで構成されます。
第 1 段階である実行可能性レトロスペクティブ研究では、10 か所の国際胎児医療センターから妊娠初期の超音波スキャン中に遡及的に取得した正常および異常画像を使用して AI アルゴリズムを開発およびトレーニングすることを目的としています。
第 2 段階の前向き臨床検証では、参加している各胎児医療センターの実際の患者を対象に、実際の診療環境で胎児後頭蓋窩の解剖学的構造を評価する AI アルゴリズムをテストすることを目的としています。
設定: 3 つの胎児医療センター。
参加者: 10 の胎児医療センターで妊娠 11 ~ 14 週の間に超音波検査を受けた単胎妊娠集団。
主要評価項目: 妊娠初期の胎児の脳異常所見のスクリーニング ツールとして使用できる可能性がある、新しい AI ベースの技術を検証すること。
副次的評価項目: 胎児後頭蓋窩の標準的な妊娠初期のスクリーニングのパフォーマンスを改善し、より短い実行時間内で信頼性の高い超音波検査評価を確保します。 より高い再現性と再現性を検出し、大規模な効率の観点からも超音波スクリーニングを実施できるようにし、医療リソースを最適化します 研究の第 1 段階では、参加する胎児医療センターが電子データベースを検索して、単胎妊婦の正中矢状画像を探します。妊娠 11+0 - 13+6 週に超音波画像検査を受け、胎児後頭蓋窩異常 (開放性脊椎異形成症、DWM または BPC など) がある患者。 同じ在胎週数の胎児後頭蓋窩の正常な画像は、推進センター、つまり Fondazione Policlinico A. Gemelli、IRCCS、およびパルマ大学によって提供されます。 各症例の臨床、超音波、出生前および出生後の情報は、患者の医療記録から取得され、各参加センターの主任研究者によって電子データベースコレクションファイルに入力されます。 取得した画像は匿名化され、DICOM として保存され、バイオエンジニアリング チームによって設定される専用のクラウド ストレージ システムを通じて共有されます。 各センターは、個人 ID とパスワードを使用して Web システムにアクセスできます。
研究の第 2 段階では、参加している各胎児医療センターの実際の患者を対象に、実際の臨床環境でアルゴリズムを前向きにテストし、検証します。 包含および除外基準、イメージングプロトコル、およびデータ収集は、レトロスペクティブフェーズで実行されるものと同じです。
研究の種類
入学 (推定)
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前:Alessandra Familiari, MD
- 電話番号:3285887422
- メール:familiari.ale@gmail.com
研究場所
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Rome、イタリア、00168
- 募集
- FP Gemelli IRCCS
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コンタクト:
- Alessandra Familiari
- 電話番号:3285887422
- メール:familiari.ale@gmail.com
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
サンプリング方法
調査対象母集団
説明
包含基準:
- 妊娠 11+0 - 13+6 週の間に超音波検査を受けた、または胎児の頭頂部の長さが 45 - 84 mm の単胎妊娠の女性。
除外基準:
- 確定した妊娠期間で最初の学期のスクリーニングスキャンを受けていない女性。
- 胎児の頭の正中矢状方向のビューの良好な視覚化が技術的に不可能な女性。
- インフォームド・コンセントが得られない女性。
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
コホートと介入
グループ/コホート |
介入・治療 |
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場合
脳に異常のある胎児
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妊娠初期の胎児の脳異常を早期発見するAIアルゴリズムの開発
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コントロール
正常な脳で正常
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妊娠初期の胎児の脳異常を早期発見するAIアルゴリズムの開発
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
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AI アルゴリズム
時間枠:2年
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AIアルゴリズム適用による検知件数
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2年
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
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再現性
時間枠:1年
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標準的な出生前診断技術で検出された症例数と比較した、AI アルゴリズム アプリケーションで検出された症例数
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1年
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協力者と研究者
協力者
捜査官
- 主任研究者:Alessandra Familiari, MD、Fondazione Policlinico Agostino Gemelli
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Garcia-Rodriguez R, Garcia-Delgado R, Romero-Requejo A, Medina-Castellano M, Garcia-Hernandez JA, Gonzalez-Martin JM, Sepulveda W. First-trimester cystic posterior fossa: reference ranges, associated findings, and pregnancy outcomes. J Matern Fetal Neonatal Med. 2021 Mar;34(6):933-942. doi: 10.1080/14767058.2019.1622673. Epub 2019 Jun 4.
- Chaoui R, Benoit B, Mitkowska-Wozniak H, Heling KS, Nicolaides KH. Assessment of intracranial translucency (IT) in the detection of spina bifida at the 11-13-week scan. Ultrasound Obstet Gynecol. 2009 Sep;34(3):249-52. doi: 10.1002/uog.7329.
- Drukker L, Noble JA, Papageorghiou AT. Introduction to artificial intelligence in ultrasound imaging in obstetrics and gynecology. Ultrasound Obstet Gynecol. 2020 Oct;56(4):498-505. doi: 10.1002/uog.22122.
- Chen Z, Liu Z, Du M, Wang Z. Artificial Intelligence in Obstetric Ultrasound: An Update and Future Applications. Front Med (Lausanne). 2021 Aug 27;8:733468. doi: 10.3389/fmed.2021.733468. eCollection 2021.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
- 5526
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
IPD プランの説明
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IPD 共有サポート情報タイプ
- STUDY_PROTOCOL
- SAP
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
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