भ्रूण की निगरानी से बड़े बदलाव आएंगे

भ्रूण की निगरानी से बड़े बदलाव आएंगे

ईरान में शोधकर्ताओं ने एकल उदर ईसीजी चैनल से भ्रूण इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) निकालने के लिए एक गहरे तंत्रिका नेटवर्क (डीएनएन) का उपयोग किया है। शारीरिक मापन में वर्णित उनकी विधि, भविष्य में भ्रूण की निगरानी में सुधार कर सकती है।

भ्रूण ईसीजी कैसे अलग करें?

वर्तमान में, भ्रूण के दिल की विद्युत गतिविधि को गर्भवती मां के पेट पर रखे ईसीजी लीड वाले इलेक्ट्रोड से प्राप्त इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम द्वारा मापा जाता है। भ्रूण के स्वास्थ्य का आकलन करने और असामान्यताओं का निदान करने के लिए चिकित्सक भ्रूण ईसीजी का उपयोग कर सकते हैं।

चुनौती? पेट के ईसीजी से भ्रूण ईसीजी संकेतों को अलग करना मुश्किल है, जिसमें भ्रूण ("भ्रूण ईसीजी") और मां ("मातृ ईसीजी") से सिग्नल होते हैं, साथ ही मांसपेशियों के संकुचन जैसे हस्तक्षेप के स्रोतों से सिग्नल होते हैं। यह कार्य गर्भावस्था के अंत की ओर अधिक मांग वाला हो जाता है, जब भ्रूण ईसीजी सिग्नल का आयाम मातृ ईसीजी के बराबर होता है।

अध्ययन के प्रमुख लेखक, ईरान यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी में स्नातक छात्र अराश रस्टी-मेमंडी और उनके सहयोगियों ने एक दृष्टिकोण के साथ आया जो समस्या को हल करने के लिए डीएनएन पर निर्भर करता है।

रास्ति-मेमंडी यूनेट्स से प्रेरित था, आमतौर पर चिकित्सा छवि विभाजन कार्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले दृढ़ नेटवर्क। उन्होंने और उनके सहयोगी अबूजर गफ्फारी ने गर्भवती महिला का ईसीजी और फिर भ्रूण का ईसीजी सिग्नल निकालने के लिए यूनेट का एक संशोधित संस्करण लागू किया।

"यूनेट छवि विभाजन में अन्य तकनीकों को बेहतर बनाता है," रास्ती-मेमंडी ने कहा। "उदर ईसीजी के विभिन्न घटकों को निकालने के लिए, हमने विभिन्न प्रस्तावों पर पेट के ईसीजी संकेतों का पता लगाया (यूनेट मॉडल में उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया के समान)।"

AECG-DecompNet नामक शोधकर्ताओं का DNN, एकल-चैनल उदर ECG से भ्रूण ECG निकालने के लिए श्रृंखला में दो उप-नेटवर्क का उपयोग करता है। पहला उप-नेटवर्क मातृ ईसीजी निकालता है; दूसरा भ्रूण ईसीजी है। शोधकर्ताओं ने सिम्युलेटेड ईसीजी सिग्नल का उपयोग करके दो उप-नेटवर्क को अलग से प्रशिक्षित किया, और फिर सिम्युलेटेड और वास्तविक उदर ईसीजी रिकॉर्डिंग का उपयोग करके उप-नेटवर्क का मूल्यांकन किया।

एक ग्राफिक्स प्रोसेसर का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं का डीएनएन लगभग एक सेकंड में पेट की ईसीजी रिकॉर्डिंग के चार सेकंड की प्रक्रिया कर सकता है।

डीएनएन और भ्रूण ईसीजी का भविष्य

अन्य सिग्नल नॉइज़ रिडक्शन विधियों के विपरीत, जिनके लिए एक संदर्भ ईसीजी मोडैलिटी (पी, क्यू, आर, एस, और टी वेवफ़ॉर्म जो हृदय की विद्युत गतिविधि को इंगित करते हैं), मल्टी-चैनल ईसीजी, या दोनों की आवश्यकता होती है, शोधकर्ताओं की विधि के लिए केवल एक चैनल की आवश्यकता होती है, अर्थात कर सकना। यह न केवल ईसीजी अधिग्रहण के दौरान मां के आराम में सुधार करता है, बल्कि पारंपरिक ईसीजी रिकॉर्डिंग और सिग्नल निष्कर्षण विधियों की तुलना में इसे लागू करने के लिए कम संसाधनों और कम समय की आवश्यकता होती है।

शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि उनकी पद्धति ने अन्य तरीकों की तुलना में भ्रूण के ईसीजी संकेतों के आकार और संरचना को बेहतर ढंग से संरक्षित किया -- सभी पांच तरंगों को अच्छी तरह से संरक्षित किया गया, जिससे भ्रूण की असामान्यताओं का पता लगाया जा सके और निदान किया जा सके।

"इस अध्ययन का मुख्य परिणाम एकल-चैनल उदर रिकॉर्डिंग से भ्रूण ईसीजी संकेतों को कुशलतापूर्वक निकालने के लिए डीएनएन का उपयोग करने की प्रभावशीलता है," रास्ती-मेमंडी ने फिजिकल वर्ल्ड को बताया। "हम वर्तमान में अधिक परिष्कृत एल्गोरिदम पर काम कर रहे हैं ... हृदय गति निष्कर्षण की सटीकता में और सुधार करने के लिए।"

टीम स्मार्टफोन पर रीयल-टाइम में डीएनएन को लागू करने के तरीकों पर भी काम कर रही है।

उनके दृष्टिकोण की सीमाओं में प्रशिक्षण डेटासेट पर संभावित अति-निर्भरता शामिल है, विशेष रूप से कमजोर भ्रूण ईसीजी संकेतों के साथ, और पहले उप-नेटवर्क से दूसरे तक त्रुटि प्रसार।