Пилотное исследование возможностей нейросетевого анализа данных в прогнозировании плацентарных нарушений

Белокриницкая Т.Е., Мудров В.А., Набиева Е.С., Наджаф-Заде А.С., Жихарева А.С., Джурабаев И.И. Пилотное исследование возможностей нейросетевого анализа данных в прогнозировании плацентарных нарушений. Гинекология. 2025;27(2):96–103. DOI: 10.26442/20795696.2025.2.203240

© ООО «КОНСИЛИУМ МЕДИКУМ», 2025 г.

________________________________________________

Belokrinitskaya TE, Mudrov VA, Nabieva ES, Nadzhaf-Zade AS, Zhykharieva AS, Dzhurabaev II. Pilot study of the capabilities of neural network data analysis in predicting placental disorders: A prospective study. Gynecology. 2025;27(2):96–103. DOI: 10.26442/20795696.2025.2.203240

Читать PDF

Аннотация

Обоснование. Плацентарные нарушения лежат в основе развития большого числа осложнений беременности, таких как задержка роста, гипоксия и дистресс плода, преэклампсия и т.д. Гипоксия плода встречается в 10% всех беременностей; это причина перинатальных потерь в 40% наблюдений. Маточно-плацентарная гипоксия связана с нарушением формирования плаценты на ранних сроках беременности и ее ангиогенезом на более поздних сроках. Между тем в настоящее время отсутствуют технологии, позволяющие с высокой долей вероятности прогнозировать развитие плацентарных нарушений.
Цель. Оценить возможности нейросетевого анализа данных в прогнозировании плацентарных нарушений.
Материалы и методы. Проведен проспективный анализ особенностей течения 99 беременностей. По итогам исследования сформировано 2 группы: в контрольную группу включена 51 пациентка, течение беременности которых не осложнялось развитием плацентарных нарушений, в основную группу – 48 пациенток с плацентарными нарушениями.
Результаты. Технология прогнозирования плацентарных нарушений реализована на базе многослойного перцептрона, процент неверных предсказаний в процессе обучения которого составил 7,1%. Структура обучаемой нейронной сети включала 8 входных нейронов, в качестве которых выступали параметры, входящие в протокол Astraia [рост беременной, копчико-теменной размер, толщина воротникового пространства и частота сердечных сокращений плода, пульсационный индекс в маточных артериях, содержание в крови беременной β-субъединицы хорионического гонадотропина человека и белка А, связанного с беременностью (PAPP-A)], а также объем амниотической жидкости.
Заключение. Комплексный подход, основанный на нейросетевом анализе параметров исследования, доступных для широкой клинической практики (протокол Astraia), а также объема амниотической жидкости, перспективен для прогнозирования плацентарных нарушений ввиду его высокой информативности (Se=0,87, Sp=0,98, ROC-AUC 0,921±0,04 [95% доверительный интервал 0,843–0,998]; p<0,001). Применение такой технологии, на наш взгляд, будет полезно для выделения пациенток группы риска с целью профилактики развития плацентарных нарушений и позволит снизить частоту неблагоприятных перинатальных исходов.

Ключевые слова: плацентарные нарушения, гипоксия плода, дистресс плода, первый ультразвуковой скрининг, первый биохимический скрининг, объем амниотической жидкости, I триместр беременности

________________________________________________

Background. Placental disorders underlie the development of a large number of pregnancy complications, such as growth retardation, fetal hypoxia and distress, preeclampsia, etc. Fetal hypoxia occurs in 10% of all pregnancies and is the cause of perinatal losses in 40% of cases. Uteroplacental hypoxia is associated with impaired placental formation in early pregnancy and its angiogenesis in later stages. Meanwhile, there are currently no technologies that can predict the development of placental disorders with a high degree of probability.
Aim. To evaluate the capabilities of neural network data analysis in predicting placental disorders.
Materials and methods. The prospective analysis of the features of the course of 99 pregnancies was conducted. Based on the results of the study, 2 groups were formed: the control group included 51 patients whose pregnancy was not complicated by the development of placental disorders, the main group included 48 patients whose pregnancy proceeded against the background of placental disorders.
Results. The technology for predicting placental disorders is implemented on the basis of the multilayer perceptron, the percentage of incorrect predictions during the training of which was 7.1%. The structure of the trained neural network included 8 input neurons, which were the parameters included in the Astraia protocol (height of the pregnant woman, coccygeal-parietal size, thickness of the collar space and heart rate of the fetus, pulsation index in the uterine arteries, the content of β-hCG and PAPP-A in the blood of the pregnant woman), as well as the volume of amniotic fluid.
Conclusion. An integrated approach based on neural network analysis of study parameters available for widespread clinical practice (Astraia protocol), as well as amniotic fluid volume, should be considered promising for predicting placental disorders due to its high information content (Se=0.87, Sp=0.98, ROC-AUC 0.921±0.04 [95% CI 0.843–0.998]; p<0.001). In our opinion, the use of this technology will be useful for identifying patients at risk in order to prevent the development of placental disorders and will reduce the incidence of adverse perinatal outcomes.

Keywords: placental disorders, fetal hypoxia, fetal distress, first ultrasound screening, first biochemical screening, amniotic fluid volume, first trimester of pregnancy

Полный текст

Материалы доступны только для специалистов сферы здравоохранения.
Чтобы посмотреть материал полностью Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь.

Список литературы

1. Клинические рекомендации. Недостаточный рост плода, требующий предоставления медицинской помощи матери (задержка роста плода). М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2022. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/722_1. Ссылка активна на 16.02.2025 [Clinical guidelines. Insufficient growth of the fetus requiring medical care for the mother (fetal growth restriction). Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation, 2022. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/722_1. Accessed: 16.02.2025 (in Russian)].
2. Клинические рекомендации. Признаки внутриутробной гипоксии плода, требующие предоставления медицинской помощи матери. М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2023. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/774_1. Ссылка активна на 16.02.2025 [Clinical guidelines. Signs of intrauterine fetal hypoxia requiring medical care for the mother. Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation, 2023. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/774_1. Accessed: 16.02.2025 (in Russian)].
3. Клинические рекомендации. Преэклампсия. Эклампсия. Отеки, протеинурия и гипертензивные расстройства во время беременности, в родах и послеродовом периоде. М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2024. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/view-cr/637_2. Ссылка активна на 16.02.2025 [Clinical guidelines. Preeclampsia. Eclampsia. Edema, proteinuria and hypertensive disorders during pregnancy, childbirth and the postpartum period. Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation, 2024. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/view-cr/637_2. Accessed: 16.02.2025 (in Russian)].
4. Клинические рекомендации. Аномалии объема амниотической жидкости (многоводие, маловодие). М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2024. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/820_1. Ссылка активна на 16.02.2025 [Clinical guidelines. Anomalies in the volume of amniotic fluid (polyhydramnios, oligohydramnios). Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation, 2024. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/820_1. Accessed: 16.02.2025 (in Russian)].
5. Zhao H, Wong RJ, Stevenson DK. The Impact of Hypoxia in Early Pregnancy on Placental Cells. Int J Mol Sci. 2021;22(18):9675. DOI:10.3390/ijms22189675
6. Vento-Tormo R, Efremova M, Botting RA, et al. Single-cell reconstruction of the early maternal-fetal interface in humans. Nature. 2018;563(7731):347-53. DOI:10.1038/s41586-018-0698-6.
7. Клинические рекомендации. Нормальная беременность. М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2023. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/288_2. Ссылка активна на 16.02.2025 [Clinical guidelines. Normal pregnancy. Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation, 2023. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/288_2. Accessed: 16.02.2025 (in Russian)].
8. Томаева К.Г. Прогнозирование плацентарной недостаточности у беременных с различными соматотипами. Журнал акушерства и женских болезней. 2020;69(4):23-8 [Tomayeva KG. Prediction of placental insufficiency in pregnant women with different somatotypes. Journal of Obstetrics and Women’s Diseases. 2020;69(4):23-8 (in Russian)]. DOI:10.17816/JOWD69423-28
9. Yılmaz C, Melekoglu R, Ozdemir H, Yasar S. The role of different Doppler parameters in predicting adverse neonatal outcomes in fetuses with late – onset fetal growth restriction. Turk J Obstet Gynecol. 2023;20(2):86-96. DOI:10.4274/tjod.galenos.2023.87143
10. Мерц Э. Ультразвуковая диагностика в акушерстве и гинекологии: в 2 т. 2-е изд. М.: МЕДпресс-информ, 2016. Т. 1. Акушерство. 2016; 720 с. [Merz E. Ultrasound diagnostics in obstetrics and gynecology: in 2 vol. 2nd ed. Moscow: MEDpress-inform, 2016. V. 1. Obstetrics. 2016; 720 p. (in Russian)].
11. Or DY, Karmakar MK, Lam GC, et al. Multiplanar 3D ultrasound imaging to assess the anatomy of the upper airway and measure the subglottic and tracheal diameters in adults. Br J Radiol. 2013;86(1030):20130253. DOI:10.1259/bjr.20130253
12. Lang TA, Altman DG. Statistical analyses and methods in the published literature: The SAMPL guidelines. Medical Writing. 2016;25(3):31-6. DOI:10.18243/eon/2016.9.7.4
13. Peris M, Crompton K, Shepherd DA, Amor DJ. The association between human chorionic gonadotropin and adverse pregnancy outcomes: a systematic review and meta-analysis. Am J Obstet Gynecol. 2024;230:118-84. DOI:10.1016/j.ajog.2023.08.007
14. Coto ML, Giguore Y, Forest JC, et al. First-Trimester PlGF and PAPP-A and the Risk of Placenta-Mediated Complications: PREDICTION Prospective Study. J Obstet Gynaecol Can. 2024;47(2):102732. DOI:10.1016/j.jogc.2024.102732
15. Fruscalzo A, Cividino A, Rossetti E, et al. First trimester PAPP-A serum levels and long-term metabolic outcome of mothers and their offspring. Sci Rep. 2020;10(1):5131. DOI:10.1038/s41598-020-61830-5
16. Dallasta A, Figueras F, Rizzo G, et al. Uterine artery Doppler in early labor and perinatal outcome in low-risk term pregnancy: prospective multicenter study. Ultrasound Obstet Gynecol. 2023;62(2):219-25. DOI:10.1002/uog.26199
17. Tang HR, Zhang Y, Ru T, et al. Prospective cohort study of fetal nuchal translucency in first-trimester and pregnancy outcome. Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi. 2020;55(2):94-9. DOI:10.3760/cma.j.issn.0529-567X.2020.02.007
18. Ковалев В.В., Цывьян П.Б., Ковалева Н.В. Патофизиологические механизмы расширения воротникового пространства. Акушерство и гинекология. 2011;7-2:4-8 [Kovalev VV, Tsyvyan PB, Kovaleva NV. Pathophysiological mechanisms of expansion of the collar space. Obstetrics and Gynecology. 2011;7-2:4-8 (in Russian)]. EDN: NYTOHJ

________________________________________________

1. Clinical guidelines. Insufficient growth of the fetus requiring medical care for the mother (fetal growth restriction). Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation, 2022. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/722_1. Accessed: 16.02.2025 (in Russian).
2. Clinical guidelines. Signs of intrauterine fetal hypoxia requiring medical care for the mother. Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation, 2023. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/774_1. Accessed: 16.02.2025 (in Russian).
3. Clinical guidelines. Preeclampsia. Eclampsia. Edema, proteinuria and hypertensive disorders during pregnancy, childbirth and the postpartum period. Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation, 2024. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/view-cr/637_2. Accessed: 16.02.2025 (in Russian).
4. Clinical guidelines. Anomalies in the volume of amniotic fluid (polyhydramnios, oligohydramnios). Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation, 2024. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/820_1. Accessed: 16.02.2025 (in Russian).
5. Zhao H, Wong RJ, Stevenson DK. The Impact of Hypoxia in Early Pregnancy on Placental Cells. Int J Mol Sci. 2021;22(18):9675. DOI:10.3390/ijms22189675
6. Vento-Tormo R, Efremova M, Botting RA, et al. Single-cell reconstruction of the early maternal-fetal interface in humans. Nature. 2018;563(7731):347-53. DOI:10.1038/s41586-018-0698-6.
7. Clinical guidelines. Normal pregnancy. Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation, 2023. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/288_2. Accessed: 16.02.2025 (in Russian).
8. Tomayeva KG. Prediction of placental insufficiency in pregnant women with different somatotypes. Journal of Obstetrics and Women’s Diseases. 2020;69(4):23-8 (in Russian). DOI:10.17816/JOWD69423-28
9. Yılmaz C, Melekoglu R, Ozdemir H, Yasar S. The role of different Doppler parameters in predicting adverse neonatal outcomes in fetuses with late – onset fetal growth restriction. Turk J Obstet Gynecol. 2023;20(2):86-96. DOI:10.4274/tjod.galenos.2023.87143
10. Merz E. Ultrasound diagnostics in obstetrics and gynecology: in 2 vol. 2nd ed. Moscow: MEDpress-inform, 2016. V. 1. Obstetrics. 2016; 720 p. (in Russian).
11. Or DY, Karmakar MK, Lam GC, et al. Multiplanar 3D ultrasound imaging to assess the anatomy of the upper airway and measure the subglottic and tracheal diameters in adults. Br J Radiol. 2013;86(1030):20130253. DOI:10.1259/bjr.20130253
12. Lang TA, Altman DG. Statistical analyses and methods in the published literature: The SAMPL guidelines. Medical Writing. 2016;25(3):31-6. DOI:10.18243/eon/2016.9.7.4
13. Peris M, Crompton K, Shepherd DA, Amor DJ. The association between human chorionic gonadotropin and adverse pregnancy outcomes: a systematic review and meta-analysis. Am J Obstet Gynecol. 2024;230:118-84. DOI:10.1016/j.ajog.2023.08.007
14. Coto ML, Giguore Y, Forest JC, et al. First-Trimester PlGF and PAPP-A and the Risk of Placenta-Mediated Complications: PREDICTION Prospective Study. J Obstet Gynaecol Can. 2024;47(2):102732. DOI:10.1016/j.jogc.2024.102732
15. Fruscalzo A, Cividino A, Rossetti E, et al. First trimester PAPP-A serum levels and long-term metabolic outcome of mothers and their offspring. Sci Rep. 2020;10(1):5131. DOI:10.1038/s41598-020-61830-5
16. Dallasta A, Figueras F, Rizzo G, et al. Uterine artery Doppler in early labor and perinatal outcome in low-risk term pregnancy: prospective multicenter study. Ultrasound Obstet Gynecol. 2023;62(2):219-25. DOI:10.1002/uog.26199
17. Tang HR, Zhang Y, Ru T, et al. Prospective cohort study of fetal nuchal translucency in first-trimester and pregnancy outcome. Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi. 2020;55(2):94-9. DOI:10.3760/cma.j.issn.0529-567X.2020.02.007
18. Kovalev VV, Tsyvyan PB, Kovaleva NV. Pathophysiological mechanisms of expansion of the collar space. Obstetrics and Gynecology. 2011;7-2:4-8 (in Russian). EDN: NYTOHJ

Авторы

Т.Е. Белокриницкая*¹, В.А. Мудров¹, Е.С. Набиева², А.С. Наджаф-Заде³, А.С. Жихарева⁴, И.И. Джурабаев¹

¹ФГБОУ ВО «Читинская государственная медицинская академия» Минздрава России, Чита, Россия;
²ЧУЗ «Клиническая больница ”РЖД-Медицина”», Чита, Россия;
³Многопрофильный медицинский центр «Медлюкс», Чита, Россия;
⁴ГБУЗ «Забайкальский краевой перинатальный центр», Чита, Россия
*tanbell24@mail.ru

________________________________________________

Tatiana E. Belokrinitskaya*¹, Viktor A. Mudrov¹, Elena S. Nabieva², Andrey S. Nadzhaf-Zade³, Antonina S. Zhykharieva⁴, Islom I. Dzhurabaev¹

¹Chita State Medical Academy, Chita, Russia;
²Chita Clinical Hospital "RZhD-Medicine", Chita, Russia;
³Multidisciplinary Medical Center "Medlux", Chita, Russia;
⁴Zabaikal Regional Perinatal Center, Chita, Russia
*tanbell24@mail.ru

Назад к списку

Цель портала OmniDoctor – предоставление профессиональной информации врачам, провизорам и фармацевтам.