Para las mujeres embarazadas, los ultrasonidos son un procedimiento informativo (y a veces necesario). Por lo militar, producen escaneos de fetos en blanco y bruno bidimensionales que pueden revelar ideas esencia, que incluyen sexo biológico, tamaño a ojo y anormalidades como problemas cardíacos o labios hendidos. Si su médico quiere un aspecto más cercano, puede usar imágenes de resonancia magnética (MRI), que utiliza campos magnéticos para capturar imágenes que se pueden combinar para crear una tino 3D del feto.
Sin requisa, las resonancias magnéticas no son todos todos; Los escaneos 3D son difíciles para los médicos de interpretar lo suficientemente adecuadamente como para diagnosticar problemas porque nuestro sistema visual no está acostumbrado a procesar escaneos volumétricos 3D (en otras palabras, un aspecto envuelto que además nos muestra las estructuras internas de un sujeto). Ingrese al enseñanza mecánico, que podría ayudar a modelar el expansión de un feto de guisa más clara y precisa de los datos, aunque tal operación ha podido modelar sus movimientos un poco aleatorios y varias formas corporales.
Es afirmar, hasta que un nuevo enfoque llamado «SMPL fetal» del Laboratorio de Informática e Inteligencia Químico del MIT (CSAIL), el Boston Children’s Hospital (BCH) y la Escuela de Medicina de Harvard presentaron a los médicos una imagen más detallada de la lozanía fetal. Se adaptó de «SMPL» (maniquí derecho de múltiples personas de piel), un maniquí 3D desarrollado en gráficos por computadora para capturar formas y posturas para el cuerpo adultos, como una forma de representar formas y poses del cuerpo fetal con precisión. Luego, SMPL fetal fue entrenado en 20,000 volúmenes de resonancia magnética para predecir la ubicación y el tamaño de un feto y crear representaciones 3D similares a la escultura. En el interior de cada maniquí hay un guía con 23 articulaciones articuladas llamadas «árbol cinemático», que el sistema utiliza para posar y moverse como los fetos que vio durante el entrenamiento.
Los extensos escaneos del mundo efectivo de los que aprendió SMPL fetal ayudó a desarrollar una precisión precisa. Imagínese entrar en la huella de un extraño mientras está con los fanales vendados, y no solo encaja perfectamente, sino que adivina correctamente qué zapato usaban, de guisa similar, la utensilio coincidía estrechamente con la posición y el tamaño de los fetos en los marcos de resonancia magnética que no había conocido antaño. SMPL fetal solo fue desalineado por un promedio de aproximadamente 3.1 milímetros, un espacio más pequeño que un solo orzuelo de arroz.
El enfoque podría permitir a los médicos determinar con precisión cosas como el tamaño de la capital o el mondongo de un bebé y comparar estas métricas con fetos saludables a la misma momento. SMPL fetal ha demostrado su potencial clínico en las pruebas tempranas, donde logró resultados de columna precisos en un pequeño género de escaneos del mundo efectivo.
«Puede ser un desafío estimar la forma y la pose de un feto porque están abarrotados en los límites apretados del seno», dice el autor principal, estudiante de doctorado del MIT e investigador de CSAIL Yingcheng Liu SM ’21. «Nuestro enfoque supera este desafío utilizando un sistema de huesos interconectados debajo de la superficie del maniquí 3D, que representan el cuerpo fetal y sus movimientos de guisa realista. Luego, se sostén en un operación de descenso de coordenadas para hacer una predicción, esencialmente alternando entre una posición y forma de datos difíciles hasta que encuentra una estimación confiable».
En el seno
SMPL fetal se probó en la forma y la precisión de la pose frente a la raya de colchoneta más cercana que los investigadores pudieron encontrar: un sistema que modela el crecimiento de niño llamado «Smil». Regalado que los bebés fuera del seno son más grandes que los fetos, el equipo redujo esos modelos en un 75 por ciento para compensar el campo de movilidad.
El sistema superó a esta raya de colchoneta en un conjunto de datos de resonancia magnética fetal entre las edades gestacionales de 24 y 37 semanas tomadas en el Boston Children’s Hospital. Fetal SMPL pudo alegrar escaneos reales con longevo precisión, ya que sus modelos se alinearon con resonancia magnética efectivo.
El método era apto para alinear sus modelos a las imágenes, solo necesitaba tres iteraciones para venir a una columna moderado. En un investigación que contó cuántas conjeturas incorrectas había hecho SMPL antaño de venir a una estimación final, su precisión se estabilizó desde el cuarto paso en delante.
Los investigadores acaban de comenzar a probar su sistema en el mundo efectivo, donde produjo modelos igualmente precisos en las pruebas clínicas iniciales. Si adecuadamente estos resultados son prometedores, el equipo señala que deberán aplicar sus resultados a poblaciones más grandes, diferentes edades gestacionales y una variedad de casos de enfermedades para comprender mejor las capacidades del sistema.
Solo piel profunda
Liu además señala que su sistema solo ayuda a analizar lo que los médicos pueden ver en la superficie de un feto, ya que solo las estructuras con forma de hueso se encuentran debajo de la piel de los modelos. Para monitorear mejor la lozanía interna de los bebés, como el expansión de hígado, pulmón y muscular, el equipo tiene la intención de hacer que su utensilio sea volumétrica, modelando la individuo interna del feto a partir de escaneos. Dichas actualizaciones harían que los modelos sean más humanos, pero la traducción contemporáneo de Fetal SMPL ya presenta una modernización precisa (y única) al examen de lozanía fetal 3D.
«Este estudio introduce un método diseñado específicamente para la resonancia magnética fetal que captura de guisa efectiva los movimientos fetales, mejorando la evaluación del expansión fetal y la lozanía», dice Kiho IM, profesora asociada de pediatría y científicos de personal de la Escuela de Medicina de Harvard en la División de Medicina del Recién nacido en la neuroimagen fetal-neonatal de BCH y el Centro de Ciencias de la Ciencias del Mejora. IM, que no participó en el documento, agrega que este enfoque «no solo mejorará la utilidad de dictamen de la resonancia magnética fetal, sino que además proporcionará información sobre el expansión cómodo temprano del cerebro fetal en relación con los movimientos corporales».
«Este trabajo alcanza un hito pionero al extender modelos de cuerpo humano de superficie paramétrica para las primeras formas de la vida humana: fetos», dice Sergi Pujades, profesor asociado de la Universidad Grenoble Alpes, que no estuvo involucrado en la investigación. «Nos permite desenredar la forma y el movimiento de un humano, que ya ha demostrado ser esencia para comprender cómo la forma del cuerpo adulto se relaciona con las condiciones metabólicas y cómo el movimiento de niño se relaciona con los trastornos neuros de expansión neurológico. Adicionalmente, el hecho de que el maniquí fetal se deriva, y es compatible con el tiempo de los modelos de los bueyes de la evidencia y la evidencia de los infantes (SMIL). La oportunidad de cuantificar aún más cómo el crecimiento y el movimiento de la forma humana se ven afectados por diferentes condiciones «.
Liu escribió el artículo con tres miembros de CSAIL: Peiqi Wang SM ’22, PhD ’25; MIT PhD Student Sebastian Díaz; y la autora senior Polina Golland, la profesora de Sunlin y Priscilla Chou de Ingeniería Eléctrica e Informática, investigadora principal en MIT CSail y el líder del Comunidad de Visión Médica. Profesora Asistente de Pediatría de BCH Esra Abaci Turk, el investigador de INRIA Benjamin Billot y la profesora de Pediatría de la Escuela de Medicina de Harvard y profesora de radiología Patricia Ellen Grant además son autores en el documento. Este trabajo fue apoyado, en parte, por los Institutos Nacionales de Salubridad y el software MIT CSAIL-Wistron.
Los investigadores presentarán su trabajo en la Conferencia Internacional sobre Computación de Imagen Médica e intervención asistida por computadora (MICCAI) en septiembre.