Aktualności
Badania
26 Kwietnia
Źródło: www.pw.edu.pl
Opublikowano: 2022-04-26

O czym mówią nam jelita?

Choć nieco nas krępują i wydają się zabawne, dźwięki jelitowe odgrywają ważną rolę w procesie diagnozowania schorzeń z zakresu gastroenterologii. Ich analizą zajmują się specjaliści z Politechniki Warszawskiej we współpracy z Uniwersytetem Medycznym im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu.

Badacze sztucznej inteligencji z Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej opracowali narzędzie, które pomaga w analizowaniu aktywności akustycznej przewodu pokarmowego. Rozwiązanie pozwala na nieinwazyjne i niekosztowne diagnozowanie niektórych chorób układu pokarmowego. Naukowcy bazowali na nagraniach wykonanych przez lekarzy z poznańskiego Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego. Za pomocą specjalnych, czułych mikrofonów kontaktowych mocowanych do brzucha nagrano odgłosy jelit 20 pacjentów. Nagrania wykonywano w nocy — to czas, kiedy jest najmniej dodatkowych zakłóceń. W efekcie otrzymano cyfrowe materiały dźwiękowe wysokiej jakości.

Selekcja

Żeby uzyskać odpowiednie próbki audio, należy dokonać filtracji, czyli usunąć zakłócenia oraz dźwięki bicia serca, oddechu i szumu krwi w żyłach. Następnie oznaczono w nagraniach miejsca, w których słychać dźwięki jelitowe. To ogrom pracy, jednak zbiór potwierdzonych przez medyków przykładów jest niezbędny, aby algorytm miał wysokiej jakości fundament, a w konsekwencji — bardzo wysoką skuteczność.

Sygnał audio, reprezentowany jako sekwencja próbek pobranych z odpowiednią częstotliwością i odpowiednio wysokiej jakości, jest oczyszczany z szumów i zamieniany na spektrogram. Spektrogram jest wygodnym z punktu widzenia analizy sposobem zapisu sygnału. Następnie program do analiz dzieli sygnał na ramki o długości 20 milisekund, co odpowiada 441 próbkom. W dalszej kolejności algorytm podejmuje decyzją binarną i na podstawie opisów ramek określa wartość logiczną prawda/fałsz — zaznacza, czy w ramce występuje dźwięk jelitowy. Tak przeanalizowany i uporządkowany statystycznie materiał o wszystkich ramkach z nagrania trafia do rąk lekarza – opisuje prof. Robert Nowak, kierownik Zakładu Sztucznej Inteligencji Wydziału EiTI.

Skutecznie i bezstresowo

Efekt pracy wytrenowanego algorytmu jest dla medyków doskonałym narzędziem wspomagającym diagnostykę. Metoda jest nieinwazyjna — wystarczy nagranie przeanalizowane za pomocą sztucznej inteligencji i wiedza lekarza. Dla pacjentów oznacza to wygodną alternatywę dla kłopotliwych badań, takich jak choćby kolonoskopia. Dla służby zdrowia — oszczędność. Testy wskazują na bardzo wysoką jakość (dokładność, swoistość i czułość) rozwiązania przygotowanego przez specjalistów od SI z Politechniki Warszawskiej.

źródło: PW

Dyskusja (0 komentarzy)