El seguiment fetal marcarà canvis importants
Deixa un missatge
El seguiment fetal suposarà canvis importants
Investigadors de l'Iran han utilitzat una xarxa neuronal profunda (DNN) per extreure un electrocardiograma fetal (ECG) d'un sol canal d'ECG abdominal. El seu mètode, descrit a Mesures fisiològiques, pot millorar el control fetal en el futur.
Com aïllar l'ECG fetal?
Actualment, l'activitat elèctrica del cor fetal es mesura mitjançant un electrocardiograma obtingut a partir d'elèctrodes amb derivacions ECG col·locades a l'abdomen de la futura mare. Els metges poden utilitzar l'ECG fetal per avaluar la salut fetal i diagnosticar anomalies.
El repte? És difícil separar els senyals ECG fetals dels ECG abdominals, que contenen senyals del fetus ("ECG fetal") i de la mare ("ECG matern"), així com senyals de fonts d'interferència com les contraccions musculars. Aquesta tasca es fa més exigent cap al final de l'embaràs, quan l'amplitud del senyal ECG fetal és comparable a la de l'ECG matern.
L'autor principal de l'estudi, Arash Rasti-Meymandi, estudiant de postgrau a la Universitat de Ciència i Tecnologia d'Iran, i els seus col·legues van plantejar un enfocament que es basa en els DNN per resoldre el problema.
Rasti-Meymandi es va inspirar en Unets, xarxes convolucionals que s'utilitzen habitualment per a tasques de segmentació d'imatges mèdiques. Ell i el seu col·laborador Aboozar Ghaffari van aplicar una versió modificada d'Unet per extreure primer l'ECG de la dona embarassada i després el senyal ECG del fetus.
"Unet supera altres tècniques en la segmentació d'imatges", va dir Rasti-Meymandi. "Per extreure diferents components de l'ECG abdominal, vam detectar senyals d'ECG abdominal a diferents resolucions (similar al procés utilitzat en el model Unet)".
El DNN dels investigadors, anomenat AECG-DecompNet, utilitza dues subxarxes en sèrie per extreure ECG fetals d'un ECG abdominal d'un sol canal. La primera subxarxa extreu l'ECG matern; el segon és l'ECG fetal. Els investigadors van entrenar per separat les dues subxarxes mitjançant senyals d'ECG simulats i després van avaluar les subxarxes mitjançant enregistraments d'ECG abdominals simulats i reals.
Mitjançant un processador gràfic, el DNN dels investigadors pot processar quatre segons d'enregistraments d'ECG abdominal en aproximadament un segon.
El futur de la DNN i l'ECG fetal
A diferència d'altres mètodes de reducció del soroll del senyal que requereixen una modalitat d'ECG de referència (formes d'ona P, Q, R, S i T que indiquen l'activitat elèctrica del cor), ECG multicanal o tots dos, el mètode dels investigadors només requereix un canal, és a dir Llauna. Això no només millora la comoditat de la mare durant l'adquisició d'ECG, sinó que també requereix menys recursos i menys temps d'implementació en comparació amb els mètodes tradicionals d'enregistrament d'ECG i extracció de senyal.
Els investigadors també van trobar que el seu mètode conservava millor la forma i l'estructura dels senyals d'ECG fetal en relació amb altres mètodes -- les cinc formes d'ona estaven ben conservades, permetent la detecció i el diagnòstic d'anomalies fetals.
"El principal resultat d'aquest estudi és l'eficàcia de l'ús de DNN per extreure eficaçment els senyals d'ECG fetals d'enregistraments abdominals d'un sol canal", va dir Rasti-Meymandi a Physical World. "Actualment estem treballant en algorismes més sofisticats... per millorar encara més la precisió de l'extracció de la freqüència cardíaca".
L'equip també està treballant en maneres d'implementar DNN en temps real als telèfons intel·ligents.
Les limitacions del seu enfocament inclouen una possible dependència excessiva del conjunt de dades d'entrenament, especialment amb senyals ECG fetals febles i la propagació d'errors de la primera subxarxa a la segona.
