automatisk analys av neonatal motormönster (AIMOTHERNeo)

Neonatalvård och nyföddsundersökning:

Varje nyfödd genomgår en omfattande klinisk undersökning i förlossningsrummet innan de överförs till förlossningsavdelningen med sin mamma (dekret av den 18 oktober 1994). Minst en ytterligare fullständig undersökning görs under förlossningsvistelsen. Obligatorisk före den 8:e levnadsdagen, denna undersökning antecknas i hälsohäftet och möjliggör utfärdande av det första hälsointyget (8:e dagsintyget). Det utförs i närvaro av mamman eller båda föräldrarna, i ett väl upplyst, tillräckligt uppvärmt rum, helst före en måltid eller under en vårdrutin, när barnet är pigg, och enligt hygienregler (handtvätt, användning av en dedikerad klänning för den nyfödda och desinfektion av utrustning). Betydande kliniska variationer är möjliga bland nyfödda och ett antal mindre anomalier kan upptäckas.

Den neurologiska bedömningen av det nyfödda barnet börjar med att samla in maximal information om prenatal historia och födelsesammanhang. Familj och social bakgrund är också avgörande. Till exempel kan tidigare neonatala dödsfall i familjen indikera autosomala recessiva metabola störningar, medan detaljer om eventuella tidigare missfall hos modern är särskilt relevanta vid misstänkta X-kopplade dominerande störningar, där manlig dödlighet är vanlig. Medicinska journaler är extremt användbara källor för Apgar-resultat, blodgasresultat, övervakningsdata före förlossningen och eventuella obstetriska komplikationer. Klinisk information om den omedelbara postpartumperioden, känd som "den gyllene timmen" i högriskgrupper, kan också vara mycket värdefull. Dessutom är sjuksköterskeobservationer, när sådana finns tillgängliga, i allmänhet ovärderliga. Vid utvärdering av nyfödda med paroxysmala störningar kan videosekvenser av händelserna i fråga ge värdefulla diagnostiska ledtrådar.

Klinisk undersökning förblir ett centralt element och kanske det mest kostnadseffektiva och säkraste verktyget för att utvärdera nyfödda som misstänks ha ett neurologiskt problem ("Wusthoff CJ. Hur man använder: neonatal neurologisk undersökning. Arch Dis Child Educ Practice Ed. 2013;98:148-53." Utdrag från: Mustafa A. M. Salih. "Klinisk barnneurologi." iBooks.). Huvudsyftet med undersökningen är alltså att avgöra om den nyfödda är "neurologiskt normal" eller inte och att vid behov inleda ytterligare undersökningar. Det tjänar också till att bedöma försämringen (eller förbättringen) av den nyföddas tillstånd över tiden. Det bör noteras att den nyföddas neurologiska status ofta inte helt kan fastställas genom en enda neurologisk undersökning, särskilt om den utförs ganska tidigt. Faktum är att det prediktiva värdet av den neurologiska undersökningen tenderar att förbättras med den nyföddas kronologiska ålder, vilket illustreras av fallet med en nyfödd som fick betydande hypoxisk-ischemisk skada vid födseln, till exempel. Detta barns kliniska presentation kommer faktiskt att variera över tiden, och en fullständig och korrekt bedömning av lesioner är ofta möjlig på distans. Vidare är det välkänt att det nyfödda barnets neurologiska status kan påverkas av en rad "icke-neurologiska" faktorer såsom mediciner som administreras till mamman under graviditeten, infektioner, andningsrubbningar och obehagliga stimuli såsom smärta (från den kalla handen). av en examinator, till exempel) och hunger.

Beskrivning av forskningsfokus Det finns flera standardiserade och validerade skalor och tillvägagångssätt som används i stor utsträckning på olika neonatala enheter. Var och en har sina styrkor och svagheter, men de är alla tillräckligt omfattande för att ge en uppfattning om neuroutvecklingsprofilen hos både fullgångna och för tidigt födda nyfödda. Många av dem, såsom Dubowitz-undersökningen, är fritt tillgängliga på internet och i de flesta neonatologihandböcker.

Med tanke på de unika egenskaperna hos det utvecklande neonatala nervsystemet är det nödvändigt att anpassa den formella neurologiska undersökningen som är tillämplig på äldre barn och vuxna. Observation är det första steget i undersökningen, och det är avgörande att spendera så mycket tid som möjligt på att observera barnet och dess interaktion med omgivningen ("Dubowitz L, Mercuri E, Dubowitz V. Ett optimalitetspoäng för den neurologiska undersökningen av termen nyfödd. J Pediatr. 1998;133:406-16." Utdrag från: Mustafa A. M. Salih. "Klinisk barnneurologi." iBooks.). Detta observationssteg är avgörande för att bedöma barnet och överlägset den så kallade manuella undersökningen, som innebär palpation och riktad manipulation av barnet. Denna synundersökning omfattar flera register relaterade till barnets position och spontana rörelser, både vad gäller lemmar, huvudrörelser, ögonrörelser och vokaliseringar. Interaktivitet är också avgörande, eftersom det indikerar om barnet svarar på röster och om automatiska spårningsmekanismer finns på plats.

Detta observationssteg för nyfödda är avgörande. Den möjliggör utvärdering av kardinalfunktioner såsom motorik, reaktivitet och interaktion, och ger insikt i hur patientens centrala och perifera neurologiska strukturer fungerar. Det är viktigt att förstå att dessa element möjliggör en mycket mer omfattande utvärdering av den nyfödda, och att samma funktioner kommer att försämras under systemiska patofysiologiska fenomen för vilka neurologisk involvering endast är sekundär eller indirekt, såsom sepsis, metabola sjukdomar, ischemiska encefalopatier etc. Det är därför denna kliniska undersökning, även om den är mycket generisk och inte särskilt riktad, är av avgörande betydelse för det nyfödda barnets utveckling före utskrivning.

Bästa praxis verkar ofta vara beroende av vårdgivaren. Även om användningen av standardisering vid observation och datainsamling är oundviklig, förblir klinisk undersökning ett fenomen, en erfarenhet som innefattar ett subjektivt element kopplat till utövarens erfarenhet och kompetens. Dess uttryck uppvisar således en viss variation mellan patienter. Utöver interindividuell variabilitet och variabilitet i utvärderarens bedömning finns svårigheten att utvärdera relaterad till barnets ålder.

Därför bygger observationskomponenten i den kliniska undersökningen inom neonatologi på kombinationen av tre element: ansiktsuttryck, gråt, perifer rörlighet och/eller postural tonus. Dessutom, trots olika bedömningsskalor, är smärta fortfarande utmanande att utvärdera och följaktligen att hantera på sjukhusmiljön i allmänhet och särskilt hos nyfödda.

AI MOTHER Neo-lösningen är baserad på den tekniska grunden för

1. automatisk ansiktsigenkänning.
2. Gråtigenkänning:
3. Rörelse- och hållningsigenkänning:

Motiveringen för forskningens varaktighet baseras på flera faktorer:

1. Antal födslar per år: Antalet födslar som registreras på sjukhuset Poissy-Saint-Germain är 4 500 per år.
2. Förvärvsfrekvens: Förvärv kommer att göras under besök dag 0, 1, 2, 3 och 4 efter födseln, vilket ger en potential på 22 500 förvärv per år.
3. Rekryteringsmål: Målet är att få 10 000 förvärv under forskningen.
4. Önskad rekryterings-/förvärvsgrad: En rekryterings-/förvärvsgrad på mindre än 15 % eftersträvas.

Baserat på dessa data föreslås en löptid på 3 år för att uppnå målet om 10 000 förvärv. Detta gör det möjligt att upprätthålla en rimlig och uppnåelig rekryterings-/förvärvsgrad inom forskningens ram.

Primärt mål Vårt projekt syftar till att utveckla ett datoriserat kliniskt bedömningssystem för nyfödda som tar hänsyn till de tre huvudkriterierna för olika kliniska skalor: ansiktsuttryck, gråt, hållning och rörelse.

Sekundära mål Det sekundära målet är att karakterisera motoriska mönster som är specifika för en given situation, särskilt en patologisk situation. Det primära målet är att skilja mellan ett "normalt" mönster och ett "onormalt" mönster. När ett tillräckligt antal förvärv har erhållits kommer vi att försöka identifiera specifika mönster, vilket innebär att ställa diagnoser baserade på datoriserad analys. Mönster motsvarande tidig neonatal infektion, anoxisk-ischemisk encefalopati, plexus brachialis paralys, bland annat, kommer att identifieras och definieras i syfte att maximera testernas specificitet och känslighet.

Primärt utvärderingskriterium Det valda utvärderingskriteriet är jämförelsen av datorpoängen med den kliniska undersökningen. Dessa poäng kommer att beskrivas för varje patient med medelvärdet och standardavvikelsen på normalfördelade numeriska parametrar (median, 25:e och 50:e percentilen). Jämförelser mellan de två grupperna kommer att göras med hjälp av parade tester.

Sekundära utvärderingskriterier Lista de sekundära utvärderingskriterier som tar upp de sekundära målen.

Förvärven består av 2D-videor vid 60Hz som varar 1 till 2 minuter, tagna under bad eller klinisk undersökning av ett vaket, avklätt barn, antingen i blöja eller tröja. Dessa förvärv kan göras vid flera tillfällen under förlossningsvistelsen (dagarna 0/1/2/3/4) för samma barn och för olika barn. De insamlade data kommer att innehålla skelettdata där variabler som amplitud, symmetri, acceleration, benvinklar etc. kommer att analyseras. Dessa olika data kommer att kombineras för att ge en specifik rörelseprofil och definiera specifika mönster för en grupp patienter med en gemensam egenskap.

Antal deltagande centra Detta är en multicenterforskning som involverar två centra i Parisregionen:

• Mödra- och neonatalmedicin och intensivvårdsavdelningar vid Poissy-Saint-Germain Hospital
• Pediatrisk intensivvårdsavdelning på Raymond Poincaré Hospital, Garches. (Eventuell förlängning till kirurgisk intensivvårdsavdelning och/eller neonatologisk service).

Ämnesidentifiering I denna forskning kommer försökspersonerna att identifieras enligt följande: Centrumnummer (3 numeriska positioner) - Personens urvalsordernummer inom centret (4 numeriska positioner) - Initial för efternamn - Initial för förnamn Denna referens är unik och kommer att vara bevaras under hela undersökningen.

Behörighetskriterier Efter att ha informerat föräldrarna eller vårdnadshavarna om målen och procedurerna för studien (muntlig information), kommer protokollet att föreslås dem.

Inklusionskriterier Inklusionskriterierna är följande:

• Barn inlagda på förlossningsavdelningen och på neonatalmedicin och intensivvårdsavdelning på Poissy-Saint-Germain sjukhus.
• Överenskommelse mellan vårdnadshavare / icke-opposition. Exklusions kriterier
• Avslag på vårdnadshavare.
• Minderåriga föräldrar.

Forskningens genomförande Projektet syftar till att utveckla ett automatiserat analyssystem för ljud och bild med hjälp av datorseende hos nyfödda på förlossningsavdelningar. Den första fasen av detta projekt involverar inspelning, med samtycke, ljud- och videosekvenser av nyfödda inlagda på förlossningsavdelningen eller på neonatalmedicinska och intensivvårdsavdelningen på Poissy-Saint-Germain sjukhus. Dessa videosekvenser kommer att analyseras av ansiktsigenkänningsprogram utvecklade vid R2P2-laboratoriet på den pediatriska intensivvårdsavdelningen vid Raymond Poincaré-sjukhuset i Garches och av företaget OSO Ai.

Metod:

Förvärvet görs på ett naket eller blöjt, vaket barn som ligger på rygg i 1 minut innan bad eller klinisk undersökning. Kliniska data från patienter som kön, graviditetsålder, födelsevikt, Apgar-poäng, gaser från navelsträngsblod (pH och laktater) och leveranssätt kommer att associeras med varje video.

Den första fasen av projektet innefattar att hämta video/ljudsekvenser av nyfödda på dagarna 0/1/2/3/4 eller senare om sjukhusvistelsen är förlängd. Dessa sekvenser kommer att fokusera på barnet och ge en fullständig bild inklusive armar och ben. Videorna lagras på en krypterad hårddisk under ansvar av professor Bergounioux, som regelbundet kommer att extrahera dem. Dessa sekvenser kommer sedan att analyseras vid R2P2-laboratoriet som är anslutet till pediatrisk neurologi, rehabilitering och intensivvårdsavdelning på Raymond Poincaré-sjukhuset med hjälp av modifierade program med öppen källkod för ansiktsigenkänning och kroppsställning samt ljudanalys. En korrelation kommer att fastställas med kliniska utvärderingar som görs parallellt med videoinspelningarna.

Populationsuppföljning Video-/ljudsekvensinsamling kommer att genomföras för nyfödda dagarna 0/1/2/3/4 och därefter vid fortsatt sjukhusvistelse, antingen på förlossningsavdelningen eller på neonatalmedicin och intensivvårdsavdelningen på Poissy- Saint-Germains sjukhus.

Varaktighet av patientdeltagande Patientdeltagande är begränsat till att ta bilder under deras sjukhusvistelse.

Icke-interventionell forskning som involverar mänskliga försökspersoner utgör ingen risk för patienter. Eventuella biverkningar som observerats hos patienter som deltar i forskningen rapporteras av utredarna enligt de lokala övervakningsplaner som upprättats inom ramen för hälso- och sjukvårdsverksamheten.

Målet är att utveckla ett system som möjliggör automatiserad analys av det nyfödda barnet på både visuell och auditiv nivå. Det primära målet är att definiera "normaliteten" i denna kliniska presentation, som innebär att man skaffar totalt 10 000 videoinsamlingar (1 till 2 minuter vardera) på dagarna 0/1/2/3 och dag 4 för nyfödda inlagda på förlossningsavdelningen eller på neonatalmedicin och intensivvårdsavdelningen.

Dessa filmer kommer att erhållas med föräldrarnas samtycke och endast avsedda för forskning och utveckling av det automatiserade systemet AI MOTHER Neo under ansvar av professor Bergounioux.

Analysen syftar till att etablera klassificeringsalgoritmer med hjälp av neurala nätverk som skiljer mellan en "normal undersökning" och en "onormal undersökning".