„OxyGAN”, algoritmul AI folosit pentru măsurarea nivelului de oxigen din țesuturi

Tehnicile convenționale de calculare a nivelului de oxigen din țesuturi ar putea fi înlocuite cu o tehnică nouă, ce are la bază inteligență artificială și care poate oferi date mult mai precise, conform concluziilor unui studiu recent, realizat de cercetătorii de la Societatea Internațională pentru Optică și Fotonică.
În cadrul studiului, publicat în revista științifică Journal of Biomedical Optics, cercetătorii de la Universitatea Johns Hopkins au propus o tehnică end-to-end pentru calcularea precisă a oxigenării țesuturilor din instantanee unice, numită OxyGAN. Ei au dezvoltat această abordare utilizând o clasă de cadru de învățare automată numită rețea contradictorie generativă condițională (cGAN). Tehnica poate furniza date esențiale de sănătate, ce vor putea fi folosite pentru diagnosticarea unor afecțiuni, cât și pentru îndrumarea chirurgicală.

Oxigenarea țesuturilor este un biomarker clinic util pentru viabilitatea țesuturilor. Nivelurile anormale pot indica prezența unor afecțiuni precum sepsis, diabet, infecție virală sau boli pulmonare. La momentul actual, există mai multe tehnici pentru măsurarea oxigenării țesuturilor, însă toate au anumite limitări. De exemplu, oximetria pulsului este robustă și cu costuri reduse, dar nu poate oferi o măsură localizată a oxigenării. Pe de altă parte, spectroscopia în infraroșu apropiat este predispusă la măsurători zgomotoase datorită sondelor de contact sensibile la presiune. Imaginea în domeniu cu frecvență spațială, deși este simplu de implementat, necesită o succesiune de mai multe imagini pentru ca predicțiile sale să fie corecte și este predispus la erori atunci când lucrează cu instantanee unice.

Cercetătorii au descoperit că OxyGAN ar putea măsura oxigenarea cu acuratețe, demonstrând o performanță mai bună decât modelul cu instantanee simple și modelul hibrid cu 24,9%, respectiv 24,7%. Mai mult, oamenii de știință au optimizat OxyGAN pentru a calcula de zece ori mai repede decât modelul hibrid, permițând cartografierea în timp real la o rată de 25 Hz. Abordarea actuală este promițătoare ca o nouă tehnică de măsurare a oxigenării țesuturilor, fiind posibilă chiar și optimizarea în continuare a algoritmului OxyGAN.

sursa: Science Daily