Патологии беременности включают ряд болезней и отдельных клинических симптомов, которые развиваются только во время протекания беременности. Сегодня для определения возможных рисков и патологий необходимы относительно длительные обследования, тесты и анализы, требующие визита пациентки в учреждения здравоохранения. Ученые ЛЭТИ создали алгоритм, который позволяет по истории болезни пациентки прогнозировать будущие патологии беременности.
Актуальность раннего выявления патологий
Хотя беременность и является нормальным физиологическим процессом, не исключена вероятность того, что она будет протекать с осложнениями. Патологиями считаются любые отклонения от нормального течения беременности, которые могут угрожать здоровью матери или плода. К ним относятся как осложнения матери, такие как преэклампсия и гестационный диабет, так и осложнения, связанные с плодом, например, генетические аномалии или задержка внутриутробного развития. Патологии беременности являются значимой проблемой – по статистике высокорискованные беременности составляют 6-8% от общего числа, а послеродовые осложнения наблюдаются у 40-50% женщин.
Значительно влиять на течение беременности могут такие факторы, как образ жизни будущей матери, состояние здоровья до беременности, различные нарушения, которые связаны с развитием будущего ребенка.
Прогнозирование протекания беременности – новый подход
Прогнозирование патологий беременности традиционно включает в себя комплексное обследование, которое позволяет выявить возможные отклонения и оценить риски для матери и ребенка. Для этого используются различные методы: скрининговые исследования (включая неинвазивный пренатальный тест), ультразвуковое исследование (УЗИ) и др. Длительные обследования, тесты и анализы требуют визита пациентки в медицинские учреждения.
Ученые ЛЭТИ предложили новый подход к прогнозированию протекания и исхода беременности без потребности посещения больницы. Инновационную идею прокомментировала разработчик, аспирант кафедры алгоритмической математики СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дарина Рипка:
У нас возникла гипотеза о том, что данные о протекании беременности, которые фиксируют гинекологи и репродуктологи, могут использоваться для прогноза патологий. Речь идет о большом количестве разнообразной информации от роста и возраста пациентки до вредных привычек мужа и перенесенных травм. Мы создали систему, использующую алгоритмы предобработки данных и машинное обучение. Она позволила подтвердить нашу идею на практике. Действительно оказалось, что многие патологии можно спрогнозировать или диагностировать с высокой точностью по данным истории болезни.
Разработка алгоритма
В рамках проекта ученые ЛЭТИ использовали верифицированные обезличенные данные 100 пациенток. Оказалось, что на практике врачи не часто подробно описывали анамнез пациенток, поэтому исследователям пришлось повторно проводить опросы в индивидуальном порядке.
Собранные данные были обработаны, а затем на их основе были получены статистические характеристики. Ученые меняли модель несколько раз, применяя различные методы машинного обучения, пока результат обработки данных не продемонстрировал высокую точность прогнозирования. Сейчас система умеет классифицировать семь различных патологий и состояние их отсутствия с точностью до 90%.
Перспективы внедрения в медицинскую практику
В настоящее время ученые занимаются методологическим обеспечением системы, чтобы разработка была принята научным сообществом. Проект поддержан грантом конкурса «Студенческий стартап» от Фонда содействия инновациям (V очередь), который реализуется в рамках федерального проекта «Платформа университетского технологического предпринимательства». Размер гранта составляет 1 млн рублей. Это позволило инициировать разработку «юзер-френдли» приложения. До конца года планируется завершить разработку приложения. Ученые также работают над увеличением базы данных пациенток, в частности, для повышения точности системы.
Сейчас мы работаем над созданием приложения на основе нашей модели. С его помощью даже вне больницы женщина сможет внести данные и получить прогноз или раннюю диагностику патологий беременности. Преимущество нашей системы заключается также в том, что получить прогноз можно до беременности (правда, в этом случае точность несколько ниже - до 86%), что позволит пациентке спланировать ее протекание,
– прокомментировала Дарина Рипка.
Разработка ляжет в основу систем поддержки принятия решений акушера и пациенток для прогнозирования протекания и исхода беременности без потребности посещения больницы.
Работа ведется в русле научно-исследовательской политики программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Приоритет 2030».