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# コンピューターサイエンス# 機械学習

新しい方法でICU患者の筋肉評価が改善されたよ。

機械学習を使うことで、筋肉回復のトラッキングにおける超音波画像の精度がアップするんだ。

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ICU患者のための高度な超ICU患者のための高度な超音波法げる。機械学習が医療における筋肉評価の精度を上
目次

筋肉の萎縮は、長期間動けない集中治療室(ICU)の患者によく見られる問題だよ。この状態は、弱さや運動性の低下、合併症のリスク増加につながることがあるんだ。回復を監視するために、医者はしばしば超音波(US)画像を使って筋肉のサイズを時間とともに測定するんだけど、従来の測定方法は時間がかかる上に、誰が測定するかやスキャンのタイミングによって大きな違いが出ることがあるんだ。

問題

医者が超音波で筋肉のサイズを評価するとき、異なるスキャンで似たような画像を見つけることを期待してるんだけど、いくつかの課題があるの。超音波を取る人によって、プローブの位置が少しずつ異なることがあるし、患者の筋肉のサイズ自体も治癒や他の要因で変わることがあるんだ。こうした違いがあると、スキャンを正確に比較するのが難しくなるんだよ。

解決策

この問題に対処するために、自己教師ありコントラスト学習という機械学習の一種を使った新しい方法が開発されたんだ。このアプローチは、条件が完全に同じでなくても、異なる時期の似た超音波画像を自動的に見つけることができるんだ。筋肉の画像を認識してマッチさせるプログラムをトレーニングすることで、医者は患者の筋肉の変化をより簡単に評価できるようになるよ。

動作の仕組み

このシステムは、似た画像がどういうものかをたくさんのラベル付きデータなしで理解するプロセスを通じて学ぶんだ。この方法では、画像同士を比較して、似ている点や違う点を浮き彫りにするんだよ。超音波画像を手動でマッチさせる代わりに、プログラムが自動でやってくれるから、時間を節約できて精度も向上するんだ。

医者はICUの67人の患者からデータを集めて、各患者につき複数の超音波スキャンを取得したんだ。この画像を使って、どのスキャンが互いに対応するかを特定するためにプログラムをトレーニングしたんだ。

方法のテスト

プログラムがトレーニングされた後、従来の方法と比較してテストされたんだ。研究者たちは、ラベル付きデータでトレーニングされた監視モデルと比較して、プログラムがマッチするビューを特定する能力を評価したんだよ。

結果は励みになるものだった。新しいアプローチは、マッチする超音波ビューを取得するのに優れたパフォーマンスを示したんだ。評価の結果、プログラムは良い精度を達成し、既存の方法よりも効果的だということがわかったよ。

実用的な応用

実際的には、この技術を使って、医者は患者の筋肉の状態をもっと信頼性高く、迅速に評価できるようになるんだ。このプログラムは、重篤な患者の筋肉回復をより良く追跡できるようにすることで、患者ケアを改善する可能性があるよ。

ユーザーフィードバック

このプログラムが実際の環境で機能するかを確認するために、他の医療専門家に調査が行われたんだ。彼らはペアの超音波画像を見せられ、どれが最もよくマッチするかを選ぶように言われたんだ。フィードバックでは、このプログラムが臨床医の評価と同等で、正確に似たビューを取得できることが示されていて、臨床環境での実用性が確認されたんだよ。

結論

この新しい自動的に超音波ビューを取得する方法は、筋肉の萎縮からの回復をモニタリングするための約束を秘めているんだ。変動を減らし、精度を高める能力によって、患者ケアにおいて貴重なツールになり得るんだ。今後の研究で、この技術がさらに洗練されて、医療分野でのより広い応用が期待されているよ。

オリジナルソース

タイトル: Automatic retrieval of corresponding US views in longitudinal examinations

概要: Skeletal muscle atrophy is a common occurrence in critically ill patients in the intensive care unit (ICU) who spend long periods in bed. Muscle mass must be recovered through physiotherapy before patient discharge and ultrasound imaging is frequently used to assess the recovery process by measuring the muscle size over time. However, these manual measurements are subject to large variability, particularly since the scans are typically acquired on different days and potentially by different operators. In this paper, we propose a self-supervised contrastive learning approach to automatically retrieve similar ultrasound muscle views at different scan times. Three different models were compared using data from 67 patients acquired in the ICU. Results indicate that our contrastive model outperformed a supervised baseline model in the task of view retrieval with an AUC of 73.52% and when combined with an automatic segmentation model achieved 5.7%+/-0.24% error in cross-sectional area. Furthermore, a user study survey confirmed the efficacy of our model for muscle view retrieval.

著者: Hamideh Kerdegari, Tran Huy Nhat Phung1, Van Hao Nguyen, Thi Phuong Thao Truong, Ngoc Minh Thu Le, Thanh Phuong Le, Thi Mai Thao Le, Luigi Pisani, Linda Denehy, Vital Consortium, Reza Razavi, Louise Thwaites, Sophie Yacoub, Andrew P. King, Alberto Gomez

最終更新: 2023-06-07 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2306.04739

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2306.04739

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。

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