一种新的工具利用计算机视觉和人工智能（AI）技术，可以帮助临床医生更快地评估产后胎盘，从而改善母亲和新生儿的护理。这一工具由西北大学医学和宾夕法尼亚州立大学的研究人员共同开发，其研究成果最近发表在《Patterns》杂志上。
该工具名为“PlacentaVision”，通过分析胎盘的简单照片来识别与感染和新生儿败血症相关的异常情况。新生儿败血症是一种严重影响全球数百万新生儿的严重疾病。
“胎盘是我们实验室中最常见的标本之一。当新生儿重症监护室治疗生病的孩子时，即使是几分钟的时间也可能影响医疗决策。通过这些照片进行诊断，我们可以比正常流程提前几天得到答案。”该研究的合著者、西北大学费因伯格医学院主任兼副教授杰弗里·戈德斯坦博士表示。
西北大学提供了研究中最大的图像集，戈德斯坦博士领导了算法的开发和改进。
“PlacentaVision”的想法来自宾夕法尼亚州立大学健康与人类发展学院的副教授艾莉森·D·格纳德。她在全球卫生领域的经验使她意识到，在资源有限的地区，胎盘经常被丢弃而未进行检查，这是一个常见但常被忽视的问题。
“不检查就丢弃胎盘是一个常见但常被忽视的问题。这错过了识别问题并提供早期干预的机会，可以减少并发症，改善母亲和婴儿的结果。”宾夕法尼亚州立大学营养科学系副教授艾莉森·D·格纳德表示。
为什么早期检查胎盘很重要
胎盘对母亲和婴儿的健康至关重要，但在出生后很少进行检查，特别是在资源有限的地区。
“这项研究可以挽救生命并改善健康结果。它可以提高胎盘检查的可及性，有利于未来妊娠的研究和护理，特别是对于有较高并发症风险的母亲和婴儿。”该研究的主要作者、宾夕法尼亚州立大学信息科学与技术学院的博士候选人叶慕潘表示。
使用工具早期识别胎盘感染的重要性
研究人员解释说，使用像“PlacentaVision”这样的工具早期识别胎盘感染可以让临床医生迅速采取行动。这可能包括给母亲或婴儿注射抗生素，并密切监测新生儿是否有感染迹象。
研究人员强调，“PlacentaVision”旨在适用于各种医疗保健环境。
叶慕潘补充道：“在资源有限的地区，医院可能没有病理实验室或专家，这个工具可以帮助医生快速发现胎盘中的感染等问题。在设备齐全的医院，该工具最终可能帮助医生确定哪些胎盘需要进一步详细检查，使过程更加高效，确保最重要的病例得到优先处理。”
“在这样的工具可以在全球部署之前，我们面临的核心技术障碍是使模型足够灵活，能够处理与胎盘相关的各种诊断，并确保工具能够在各种分娩条件下可靠运行，包括光照条件、成像质量和临床环境的变化。我们的AI工具即使在许多训练图像来自设备齐全的城市医院的情况下，也需要保持准确性。确保‘PlacentaVision’能够应对各种现实条件是至关重要的。”宾夕法尼亚州立大学杰出教授兼研究首席研究员詹姆斯·Z·王表示。
该工具如何学习分析胎盘图片
研究人员使用了一种称为跨模态对比学习的方法，这是一种帮助连接和理解不同类型数据关系的人工智能技术，例如胎盘图像和病理报告中的文本。这种方法教会了程序如何分析胎盘照片。在12年的时间里，团队收集了大量多样化的图像和报告，研究了图像与健康结果的关系。他们还在不同的条件下测试了系统，如不同的光照或照片质量，以确保它在现实情况下可靠运行。
结果是“PlacentaCLIP+”，一个强大的工具，可以高精度地分析胎盘照片，识别潜在的健康风险。该工具已在不同国家进行了测试，以确保其在各种人群中表现良好。
“PlacentaVision”更令人振奋的是它的简便性。研究人员的目标是使其易于使用，可能作为智能手机应用程序或医疗记录系统的一部分，以便医生在分娩后能迅速获得所需的信息。
下一步：为医务人员开发用户友好的应用程序
叶慕潘表示：“我们的下一步是开发一个用户友好的移动应用程序，该应用程序可以由接受过最少培训的医务人员在资源有限的诊所或医院中使用。用户友好的应用程序将允许医生和护士拍摄胎盘照片并立即获得反馈，从而改善护理。”
研究人员正在努力通过纳入更多的胎盘特征和整合临床数据来增强工具，使预测更加准确。他们还计划在不同类型的医院中测试该工具，以确保其在不同的医疗环境中可靠运行，既有助于即时护理，也有助于长期健康研究。
格纳德总结道：“这个工具有可能改变胎盘在出生后的检查方式，特别是在这些检查很少进行的世界部分地区。这一创新承诺在低资源和高资源环境中都具有更大的可及性。通过进一步完善，它有可能通过早期、个性化的干预措施预防严重的健康后果，改善世界各地母亲和婴儿的生活。”
该研究得到了美国国立卫生研究院生物医学成像和生物工程研究所（资助编号R01EB030130）的支持。研究团队还利用了美国国家科学基金会高级网络基础设施协调生态系统：服务和支持（ACCESS）计划提供的超级计算资源。
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