AUTOMATYCZNA ANALIZA WZORÓW SILNIKÓW NeONATAL (AIMOTHERNeo)

Opieka noworodkowa i badanie noworodka:

Każdy noworodek poddawany jest kompleksowemu badaniu klinicznemu na sali porodowej przed przeniesieniem wraz z matką na oddział poporodowy (dekret z 18 października 1994 r.). W czasie pobytu macierzyńskiego przeprowadza się co najmniej jedno dodatkowe pełne badanie. Obowiązkowe przed 8. dniem życia badanie to jest odnotowywane w książeczce zdrowia i pozwala na wydanie pierwszego świadectwa zdrowia (zaświadczenie 8. dnia życia). Wykonuje się go w obecności mamy lub obojga rodziców, w dobrze oświetlonym, odpowiednio ogrzanym pomieszczeniu, najlepiej przed posiłkiem lub w trakcie czynności pielęgnacyjnych, gdy dziecko jest czujne i przestrzega zasad higieny (mycie rąk, używanie dedykowanej myjki). fartuch dla noworodka i dezynfekcja sprzętu). U noworodków możliwe są znaczne różnice kliniczne i można wykryć szereg drobnych anomalii.

Ocena neurologiczna noworodka rozpoczyna się od zebrania jak największej ilości informacji na temat historii prenatalnej i kontekstu porodu. Istotne znaczenie ma także pochodzenie rodzinne i społeczne. Na przykład wcześniejsze zgony noworodków w rodzinie mogą wskazywać na autosomalne recesywne zaburzenia metaboliczne, podczas gdy szczegóły dotyczące wszelkich wcześniejszych poronień u matek są szczególnie istotne w przypadku podejrzenia chorób dominujących sprzężonych z chromosomem X, gdzie śmiertelność u mężczyzn jest częsta. Dokumentacja medyczna jest niezwykle przydatnym źródłem punktów w skali Apgar, wyników gazometrii, danych z monitorowania stanu przedporodowego i wszelkich powikłań położniczych. Bardzo cenne mogą być również informacje kliniczne dotyczące okresu bezpośrednio po porodzie, zwanego „złotą godziną” w grupach wysokiego ryzyka. Ponadto obserwacje pielęgniarek, jeśli są dostępne, są na ogół bezcenne. Podczas oceny noworodków z zaburzeniami napadowymi sekwencje wideo omawianych zdarzeń mogą dostarczyć cennych wskazówek diagnostycznych.

Badanie kliniczne pozostaje centralnym elementem i być może najbardziej opłacalnym i najbezpieczniejszym narzędziem oceny noworodków podejrzanych o problemy neurologiczne („Wusthoff CJ. Sposób użycia: badanie neurologiczne noworodków. Arch Dis Child Education Pract wyd. 2013;98:148-53.” Wyciąg z: Mustafa A. M. Salih. „Neurologia kliniczna dziecka”. iBooki.). Zatem głównym celem badania jest ustalenie, czy stan neurologiczny noworodka jest „w normie”, czy też nie, i w razie potrzeby wszczęcie dalszych badań. Służy także do oceny pogorszenia (lub poprawy) stanu noworodka w miarę upływu czasu. Należy pamiętać, że na podstawie pojedynczego badania neurologicznego często nie można w pełni określić stanu neurologicznego noworodka, zwłaszcza jeśli jest ono wykonywane dość wcześnie. W rzeczywistości wartość predykcyjna badania neurologicznego zwiększa się wraz z wiekiem chronologicznym noworodka, co ilustruje przykładowo przypadek noworodka, który przy urodzeniu doznał znacznego urazu niedotlenieniowo-niedokrwiennego. Rzeczywiście obraz kliniczny tego dziecka będzie się zmieniać w czasie, a pełna i dokładna ocena zmian często jest możliwa na odległość. Ponadto powszechnie wiadomo, że na stan neurologiczny noworodka może wpływać szereg czynników „nieneurologicznych”, takich jak leki podawane matce w czasie ciąży, infekcje, zaburzenia układu oddechowego i nieprzyjemne bodźce, takie jak ból (od zimnej dłoni egzaminatora) i głód.

Opis przedmiotu badań Istnieje kilka standardowych i zatwierdzonych skal i podejść szeroko stosowanych na różnych oddziałach noworodkowych. Każdy z nich ma swoje mocne i słabe strony, ale wszystkie są na tyle wszechstronne, że dają wyobrażenie o profilu neurorozwojowym zarówno noworodków donoszonych, jak i wcześniaków. Wiele z nich, jak np. badanie Dubowitza, jest dostępnych bezpłatnie w Internecie oraz w większości podręczników neonatologicznych.

Biorąc pod uwagę specyfikę rozwijającego się układu nerwowego noworodka, konieczne jest dostosowanie formalnego badania neurologicznego do stosowania u starszych dzieci i dorosłych. Obserwacja jest pierwszym etapem badania i ważne jest, aby poświęcić jak najwięcej czasu na obserwację dziecka i jego interakcji z otoczeniem („Dubowitz L, Mercuri E, Dubowitz V. Wynik optymalności w badaniu neurologicznym noworodka donoszonego. J Pediatra. 1998;133:406-16.” Wyciąg z: Mustafa A. M. Salih. „Neurologia kliniczna dziecka”. iBooki.). Ten etap obserwacji ma kluczowe znaczenie w ocenie dziecka i przewyższa tzw. badanie manualne, które polega na palpacji i ukierunkowanej manipulacji dzieckiem. W badaniu wizualnym uwzględnia się kilka rejestrów związanych z pozycją i spontanicznymi ruchami dziecka, zarówno w zakresie ruchów kończyn, ruchów głowy, ruchów gałek ocznych, jak i wokalizacji. Interaktywność jest również kluczowa, ponieważ wskazuje, czy dziecko reaguje na głosy i czy działają automatyczne mechanizmy śledzenia.

Ten etap obserwacji noworodka jest kluczowy. Pozwala na ocenę podstawowych funkcji, takich jak zdolności motoryczne, reaktywność i interakcja, a także zapewnia wgląd w funkcjonowanie centralnych i obwodowych struktur neurologicznych pacjenta. Ważne jest, aby zrozumieć, że elementy te pozwalają na znacznie pełniejszą ocenę noworodka i że te same funkcje ulegną upośledzeniu w przypadku ogólnoustrojowych zjawisk patofizjologicznych, w przypadku których zaangażowanie neurologiczne jest jedynie wtórne lub pośrednie, takich jak posocznica, choroby metaboliczne, niedotlenienie encefalopatie niedokrwienne itp. Dlatego to badanie kliniczne, nawet jeśli jest bardzo ogólne i niezbyt ukierunkowane, ma kluczowe znaczenie dla rozwoju noworodka przed wypisem.

Najlepsze praktyki często wydają się zależeć od opiekuna. Chociaż stosowanie standaryzacji w obserwacjach i gromadzeniu danych jest nieuniknione, badanie kliniczne pozostaje zjawiskiem, doświadczeniem obejmującym element subiektywny powiązany z doświadczeniem i kompetencjami lekarza. Jego ekspresja wykazuje zatem pewną zmienność wśród pacjentów. Oprócz zmienności międzyosobniczej i zmienności w ocenie oceniającego, pojawia się trudność oceny związana z wiekiem dziecka.

Dlatego obserwacyjny element badania klinicznego w neonatologii opiera się na połączeniu trzech elementów: wyrazu twarzy, płaczu, ruchomości obwodowej i/lub napięcia postawy. Ponadto, pomimo różnych skal oceny, ocena bólu i w związku z tym leczenie go w warunkach szpitalnych w ogóle, a zwłaszcza u noworodków, nadal stanowią wyzwanie.

Rozwiązanie AI MOTHER Neo opiera się na podstawach technicznych

1. automatyczne rozpoznawanie wyrazu twarzy.
2. Rozpoznawanie płaczu:
3. Rozpoznawanie ruchu i postawy:

Uzasadnienie czasu trwania badania opiera się na kilku czynnikach:

1. Liczba urodzeń rocznie: Liczba urodzeń odnotowanych w szpitalu Poissy-Saint-Germain wynosi 4500 rocznie.
2. Częstotliwość akwizycji: Akwizycje będą dokonywane podczas wizyt w dniach 0, 1, 2, 3 i 4 po urodzeniu, co daje potencjał 22 500 akwizycji rocznie.
3. Cel rekrutacji: Celem jest uzyskanie w trakcie badania 10 000 akwizycji.
4. Pożądany wskaźnik rekrutacji/pozyskania: Docelowy wskaźnik rekrutacji/pozyskania wynosi mniej niż 15%.

Na podstawie tych danych proponuje się okres trzech lat, aby osiągnąć cel 10 000 przejęć. Pozwala to na utrzymanie rozsądnego i możliwego do osiągnięcia poziomu rekrutacji/pozyskania w zakresie badania.

Cel główny Nasz projekt ma na celu opracowanie skomputeryzowanego systemu oceny klinicznej noworodków, który uwzględnia trzy główne kryteria różnych skal klinicznych: wyraz twarzy, płacz, postawę i ruch.

Cele drugorzędne Celem drugorzędnym jest scharakteryzowanie wzorców motorycznych specyficznych dla danej sytuacji, szczególnie sytuacji patologicznej. Podstawowym celem jest rozróżnienie pomiędzy „normalnym” wzorcem a „nienormalnym” wzorcem. Po uzyskaniu wystarczającej liczby akwizycji podejmiemy próbę zidentyfikowania konkretnych wzorców, czyli postawienia diagnozy na podstawie analizy komputerowej. W celu maksymalizacji swoistości i czułości testów zostaną zidentyfikowane i zdefiniowane wzorce odpowiadające między innymi wczesnej infekcji noworodkowej, encefalopatii anoksyczno-niedokrwiennej, porażeniu splotu ramiennego.

Podstawowe kryterium oceny Wybranym kryterium oceny jest porównanie wyniku komputerowego z wynikiem badania klinicznego. Wyniki te zostaną opisane dla każdego pacjenta jako średnia i odchylenie standardowe parametrów liczbowych o rozkładzie normalnym (mediana, 25. i 50. percentyl). Porównania między obiema grupami zostaną dokonane za pomocą testów dla par.

Drugorzędne kryteria oceny Należy wymienić drugorzędne kryteria oceny, które odnoszą się do celów drugorzędnych.

Nabycie obejmuje filmy 2D o częstotliwości 60 Hz trwające od 1 do 2 minut, nagrane podczas kąpieli lub badania klinicznego nieprzytomnego, rozebranego dziecka, w pieluszce lub śpioszku. Nabyć tych można dokonywać wielokrotnie podczas pobytu macierzyńskiego (dni 0/1/2/3/4) dla tego samego dziecka i dla różnych dzieci. Zebrane dane będą obejmować dane szkieletu, w przypadku których analizowane będą zmienne takie jak amplituda, symetria, przyspieszenie, kąty kończyn itp. Te różne dane zostaną połączone w celu zapewnienia konkretnego profilu ruchu i zdefiniowania konkretnych wzorców dla grupy pacjentów o wspólnej charakterystyce.

Liczba uczestniczących ośrodków Jest to badanie wieloośrodkowe, w którym biorą udział dwa ośrodki zlokalizowane w regionie paryskim:

• Oddziały położnicze i noworodkowe oraz intensywnej terapii w szpitalu Poissy-Saint-Germain
• Oddział intensywnej terapii pediatrycznej w szpitalu Raymond Poincaré w Garches. (Możliwe rozszerzenie na oddział intensywnej terapii chirurgicznej i/lub oddział neonatologiczny).

Identyfikacja podmiotu W tym badaniu uczestnicy będą identyfikowani w następujący sposób: Numer centrum (3 pozycje numeryczne) - Numer porządkowy wyboru osoby w środku (4 pozycje numeryczne) - Inicjał nazwiska - Inicjał imienia To odniesienie jest unikalne i będzie przechowywane przez cały okres badań.

Kryteria kwalifikacyjne Po poinformowaniu rodziców lub opiekunów prawnych o celach i przebiegu badania (informacja ustna) zostanie im zaproponowany protokół.

Kryteria włączenia Kryteria włączenia są następujące:

• Dzieci hospitalizowane na oddziale położniczym oraz na oddziale noworodków i intensywnej terapii szpitala Poissy-Saint-Germain.
• Zgoda opiekunów prawnych / brak sprzeciwu. Kryteria wyłączenia
• Odmowa opiekunów prawnych.
• Małoletni rodzice.

Prowadzenie badań Celem projektu jest opracowanie zautomatyzowanego systemu analizy dźwięku i obrazu z wykorzystaniem widzenia komputerowego u noworodków przebywających na oddziałach położniczych. Pierwsza faza tego projektu obejmuje rejestrację, za zgodą, sekwencji dźwiękowych i wideo noworodków hospitalizowanych na oddziale położniczym lub na Oddziale Neonatologii i Intensywnej Terapii szpitala Poissy-Saint-Germain. Te sekwencje wideo zostaną przeanalizowane za pomocą programów rozpoznawania twarzy opracowanych w laboratorium R2P2 oddziału intensywnej terapii pediatrycznej szpitala Raymond Poincaré w Garches oraz przez firmę OSO Ai.

Metoda:

Akwizycję przeprowadza się na nagim lub w pieluszce, obudzonym dziecku leżącym na plecach przez 1 minutę przed kąpielą lub badaniem klinicznym. Do każdego filmu dołączone będą dane kliniczne pacjentek, takie jak płeć, wiek ciążowy, masa urodzeniowa, ocena w skali Apgar, gazometria krwi pępowinowej (pH i mleczany) oraz sposób porodu.

Pierwsza faza projektu polega na pobraniu sekwencji wideo/audio noworodków w dniach 0/1/2/3/4 lub później, jeśli hospitalizacja jest przedłużona. Sekwencje te skupią się na dziecku i zapewnią pełny widok, łącznie z kończynami. Filmy są przechowywane na zaszyfrowanym dysku twardym pod nadzorem profesora Bergounioux, który będzie je regularnie wyodrębniał. Sekwencje te zostaną następnie przeanalizowane w laboratorium R2P2 stowarzyszonym z oddziałem neurologii, rehabilitacji i intensywnej terapii dziecięcej w szpitalu Raymond Poincaré przy użyciu zmodyfikowanych programów typu open source do rozpoznawania twarzy i postawy, a także analizy dźwięku. Ustalona zostanie korelacja z ocenami klinicznymi prowadzonymi równolegle z nagraniami wideo.

Obserwacja populacji Pozyskanie sekwencji wideo/audio zostanie przeprowadzone dla noworodków w dniach 0/1/2/3/4 i później w przypadku dalszej hospitalizacji na oddziale położniczym lub na oddziale medycyny noworodkowej i intensywnej terapii w Poissy- Szpital Saint-Germain.

Czas uczestnictwa pacjenta Udział pacjenta ogranicza się do wykonywania zdjęć podczas jego hospitalizacji.

Badania nieinterwencyjne z udziałem ludzi nie stwarzają ryzyka dla pacjentów. Wszelkie działania niepożądane zaobserwowane u pacjentów biorących udział w badaniu są zgłaszane przez badaczy zgodnie z lokalnymi planami nadzoru ustalonymi w ramach działalności leczniczej.

Celem jest opracowanie systemu umożliwiającego automatyczną analizę stanu noworodka zarówno na poziomie wzrokowym, jak i słuchowym. Głównym celem jest określenie „normalności” tej prezentacji klinicznej, która obejmuje uzyskanie łącznie 10 000 nagrań wideo (każde od 1 do 2 minut) w dniach 0/1/2/3 i dniu 4 dla noworodków hospitalizowanych na oddziale położniczym lub na Oddziale Neonatologii i Intensywnej Terapii.

Filmy te zostaną uzyskane za zgodą rodziców i będą przeznaczone wyłącznie do badań i rozwoju zautomatyzowanego systemu AI MOTHER Neo pod kierunkiem profesora Bergounioux.

Analiza ma na celu ustalenie algorytmów klasyfikacji przy użyciu sieci neuronowych, które rozróżniają „badanie normalne” od „badanie nieprawidłowe”.