科研人員用人工智慧預測嬰兒發育障礙,診斷期從兩歲提到半年內
一般情況下,具有發育遲緩問題的嬰兒通常要到兩歲時才能被診斷出來,這使得許多患兒無法在早期接受有針對性的干預。近期,一支科研隊伍開發出了診斷此類癥狀的 AI 系統,可以在嬰兒不到六個月大時預測其未來是否會有發育障礙。
「研究表明,處於危險狀態的嬰兒(包括存在智力殘疾、患有脊髓脊膜突出症和唐氏綜合症的嬰兒以及早產嬰兒)與正常發育的嬰兒之間的各項運動學指標數據是不同的,比如踢腳頻率、關節協調性、肢體協調性等。」論文寫道。
首先,該研究團隊從捆綁在嬰兒腳踝和手踝上的加速度計、陀螺儀和磁力儀中收集了這些運動數據,並計算了這些運動的持續時間、平均加速度、峰值加速度等特徵。
然後,研究人員手動添加了一些特徵,如年齡、發育程度評分和發育標籤(典型或非典型)等,再使用二進位分類演算法構建了一個預測模型,最終確定了三個最優秀的組合來最小化偏差。
這套演算法可基於運動數據來預測嬰兒早期發育遲緩問題。測試不足六個月大的嬰兒時,準確率達到 83.9%;預測 6 到 12 個月大的嬰兒時,準確率達到 77%。
「我們證明了發育遲緩的早期癥狀可以反映在嬰兒最初幾個月的運動數據當中,進而可以讓更多的患兒更早地接受定向的干預治療。」論文稱。
這套系統目前還在完善之中,該團隊沒有透露計劃何時推向民用。
發育遲緩在臨床上表現為體格發育落後、運動發育落後、語言發育落後、智力發育落後和心理發展落後等,發病率在 6%-8% 之間。病因包括正常的生長變異(包括先天遺傳因素或宮內發育不良等)和病理性原因,如染色體異常(唐氏綜合征、特納綜合征)、代謝性疾病、骨骼疾病(骨軟骨發育不全)、慢性疾病、慢性營養不良性疾病、內分泌疾病(如生長激素缺乏症、甲狀腺功能低下症)等。
嬰兒出生後早期,各系統尚處於生長發育中,出現異常情況後,年齡越小,越早干預,康復治療效果越好。
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