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研究人员利用人工神经网络(ANN)分析早产儿视网膜病变(ROP)影响因素,发现关键因素,对防治有重要意义。
# 神经网络解锁早产儿视网膜病变 “密码”:探寻影响因素,开拓防治新路径
在生命的最初阶段,早产儿就像折翼的天使,面临着诸多健康挑战,其中视网膜病变(Retinopathy of Prematurity,ROP)是导致他们视力受损甚至失明的一大 “元凶”。ROP 是一种视网膜血管疾病,由于早产儿出生时视网膜血管发育不完全,病情严重程度差异极大,轻者可自行缓解,重者却会引发视网膜脱离,让孩子陷入黑暗的世界。据统计,伊朗的 ROP 发病率在 5.6% - 42% 之间,其他国家则在 14.4% - 47.2% 波动,美国每年约有 1100 - 1500 名新生儿受其困扰。过去,由于缺乏系统的筛查项目,许多早产儿错过了最佳治疗时机。如今,虽然有了标准化的筛查指南,但精准识别 ROP 的关键风险因素,实现早期干预,仍是医学界亟待攻克的难题。
在此背景下,来自伊朗多个研究机构的研究人员,如 Varastegan Institute for Medical Sciences、Shahid Beheshti University of Medical Sciences 等,开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《International Journal of Retina and Vitreous》杂志上,为 ROP 的防治带来了新的曙光。
研究人员采用了多种技术方法来深入探究 ROP 的影响因素。他们以 2021 年在伊朗博季诺德 Imam Ali Clinic 的 Bent Alhoda Center 就诊的 367 名疑似 ROP 的早产儿为样本队列。通过收集婴儿性别、多胞胎史、母亲流产次数、妊娠和分娩类型、胎龄、氧疗情况等多方面的临床数据,运用 SPSS 25 软件进行统计分析,包括 Kolmogorov - Smirnov 正态性检验、卡方检验、单因素方差分析(ANOVA)、Pearson 相关系数分析等,还借助人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN),尤其是多层感知器(Multilayer Perceptron,MLP)神经网络模型,来剖析各因素与 ROP 严重程度和病变范围的关系。
下面来看看具体的研究结果:
- 描述性分析:参与研究的早产儿中,大部分是男性(54.2%),且多为单胎(67.3%)。多数母亲(64.6%)没有流产史,70.6% 的妊娠为自然受孕。剖宫产是主要的分娩方式(73%),60.5% 的母亲育有 1 - 2 个孩子。婴儿胎龄大多在 30 - 35 周(65.9%),71.7% 的新生儿接受氧疗的时间少于 10 天。在视网膜病变方面,58.3% 的病例病变发生在 Zone 3 区域,77.9% 的婴儿处于 ROP 0 期,即视网膜血管完全化且无病理变化。
- 分析性分析:通过一系列统计分析发现,妊娠类型、胎龄、出生体重和婴儿出生后的年龄与 ROP 严重程度显著相关;母亲的产次、胎龄、出生体重和婴儿年龄与视网膜病变范围显著相关。进一步利用 MLP 神经网络模型分析,结果显示出生后年龄和胎龄对 ROP 严重程度和病变范围的系数影响最大。而且,该模型预测准确率达到 79.2%。在多次随访中,研究人员还观察到,随着随访次数增加,ROP 严重程度和病变范围明显降低,这表明及时干预效果显著。同时,较高的出生体重与较低的 ROP 严重程度相关,婴儿年龄增长和体重增加与视网膜病变范围减小相关。
综合研究结论和讨论部分,此次研究意义重大。研究明确了胎龄和出生后年龄在 ROP 严重程度和疾病进展中起着关键作用,这为早期筛查和个性化治疗策略提供了重要依据。医护人员可以针对高风险新生儿,根据其胎龄和出生体重等因素,制定更精准的筛查和干预方案,从而改善疾病管理和预后。此外,研究还发现一些传统认知中的风险因素,如氧疗时长,与 ROP 发病率并无显著关联,这可能得益于新生儿呼吸支持技术的进步。不过,该研究也存在一定局限性,比如数据仅来自单一医疗中心,可能影响研究结果的普遍性。未来还需要多中心、大样本的研究来进一步验证这些发现,并探索更多影响 ROP 进展和治疗效果的因素,优化早产儿的呼吸管理策略。总之,这项研究为 ROP 的防治开辟了新方向,有望让更多早产儿摆脱 ROP 的威胁,拥抱光明的未来。