Изследователите разработват инструмент за машинно обучение за предсказване на ентероколит
Некротизиращият ентероколит (NEC) е потенциално фатално заболяване на червата при недоносени деца. Характеризира се с внезапно и прогресивно чревно възпаление и смърт на тъканите, засяга до 11 000 недоносени бебета в Съединените щати всяка година и 15-30% от бебетата с NEC умират. Оцелелите често се сблъскват с дългосрочни усложнения на червата и невроразвитието.
Изследователи от Columbia Engineering и Университета в Питсбърг са разработили чувствителна и специфична система за ранно предупреждение, за да се предскаже NEC при недоносени бебета преди появата на болестта. Прототипът точно предсказва NEC в ранен етап, използвайки характеристики на микробиома на изпражненията в комбинация с клинична и демографска информация. Пилотното проучване беше представено на практика на 23 юли на ACM CHIL 2020.
„Удивително е как бихме могли да използваме машинно обучение, за да предотвратим това да се случи на бебета“, казва съавторът на изследването Ансаф Салеб-Ауиси, старши преподавател по дисциплина от отдела за компютърни науки на Columbia Engineering и специалист по изкуствен интелект и неговите приложения за медицински изчисления. „Разгледахме данните и разработихме инструмент, който наистина може да помогне и дори да спаси човешки живот. "
Ако лекарите биха могли да предвидят точно NEC, преди бебето действително да се разболее, има няколко много прости стъпки, които биха могли да предприемат; лечението може да включва спиране на храненето, даване на интравенозни течности и започване на антибиотици за предотвратяване на по-лоши резултати като дългосрочна инвалидност или смърт. . "
Томас Хувън, водещ автор на изследването и асистент, Университет в Питсбърг
Хувен, който започва сътрудничеството си със Салеб-Ауиси, когато е бил асистент по педиатрия в отдела по неонатология-перинатология в Медицинския център на Колумбийския университет. Сега е асистент по педиатрия в катедрата по неонатална медицина към Медицинския факултет на Университета в Питсбърг.
Понастоящем няма инструменти, които да предскажат кои недоносени бебета ще получат болестта и често ECN не се разпознава, докато не е твърде късно да се намеси ефективно. NEC е най-честата спешност на червата при недоносени бебета. Характеризира се с бързо прогресираща чревна некроза, бактериемия, ацидоза и високи нива на заболеваемост и смъртност.
Причините за NEC не са добре разбрани, но няколко проучвания са фокусирани върху промените в чревния микробиом, бактериите в червата, чийто състав може да се определи чрез секвениране на ДНК от малки проби.
Изследователите изказаха хипотезата, че подходът за машинно обучение за моделиране на клиничните, демографските и микробиологичните данни на недоносени пациенти може да позволи дискриминация на пациенти с висок риск от NEC много преди началото на клиничното заболяване, което би позволило ранна намеса и смекчаване на сериозни усложнения.