楊丹林 何斌杰 張棟 顏建英

胎盤植入（Placenta accreta，PA）是指胎盤發(fā)生異常侵襲性種植，胎盤絨毛直接穿透底蛻膜到達(dá)或侵入子宮肌層。它好發(fā)于底蛻膜局部存在的原發(fā)或繼發(fā)性缺陷，如蛻膜發(fā)育不良、多次人流、子宮手術(shù)損傷等情況，是導(dǎo)致嚴(yán)重產(chǎn)后出血、子宮切除、產(chǎn)褥期感染的主要原因。近年來，隨著剖宮產(chǎn)、人工流產(chǎn)等手術(shù)操作的上升，胎盤植入的發(fā)生率明顯升高。及早識(shí)別診斷PA，對降低或避免胎盤植入導(dǎo)致的并發(fā)癥，甚至減少或避免子宮切除都具有重要意義。本文提出針對胎盤植入輔助診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用梯度搜索技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出值與期望輸出值的誤差均方差最小。本文設(shè)計(jì)一個(gè)三層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來進(jìn)行胎盤植入預(yù)測，分別為輸入層、隱藏層和輸出層。本文收集了266條臨床產(chǎn)婦數(shù)據(jù)，并從中抽取出14個(gè)胎盤植入的影響因素。14個(gè)指標(biāo)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層的14個(gè)節(jié)點(diǎn)。此外，輸出層僅有一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示是否患有胎盤植入。最后根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱藏層節(jié)點(diǎn)數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式得出隱藏層節(jié)點(diǎn)數(shù)為5。在266條數(shù)據(jù)中，取40條作為測試組，其余作為訓(xùn)練組。實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出訓(xùn)練所得BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測準(zhǔn)確率為85%。

1 資料與方法

1.1 資料

有報(bào)道2009—2012年胎盤植入的發(fā)生率為3.4‰[1]。有研究發(fā)現(xiàn)2004—2010年與2010—2014年胎盤植入的發(fā)生率分別為0.8‰（10/12890）與1.5‰ （9/5948），發(fā)生率明顯上升，且胎盤植入所致的子宮切除率亦明顯從20.0%（2/10）上升為77.8%（7/9）[2]。Chawla J等回顧性分析2006—2014年急診子宮切除患者中胎盤植入者占21%[3]。有報(bào)道分析2012—2013年英國212家醫(yī)院277 例接受大量輸血的產(chǎn)后出血患者，其中45%的患者接受子宮切除以挽救生命，胎盤植入為主要原因（40%）；此外，93%胎盤植入患者接受了子宮切除手術(shù)[4]。Ahmed SR 等報(bào)道2014年住院分娩孕產(chǎn)婦中1.3%（52/3841）存在前置胎盤，合并胎盤植入占26.4%（14/52），其中15.1%接受產(chǎn)科子宮切除術(shù)，3.8%導(dǎo)致腸損傷，13.2%引起膀胱損傷，且引起13.2%死產(chǎn)及20%新生兒入住NICU[5]。

目前胎盤植入主要輔助檢查方法包括母血清甲胎蛋白（AFP）、血清肌酸激酶（CK）、血清游離胎兒DNA、灰階成像、彩色多普勒超聲、3D能量多普勒超聲、磁共振成像（MRI）等。在臨床診斷上，醫(yī)療人員對高齡及多次孕產(chǎn)的產(chǎn)婦會(huì)多考慮患胎盤植入的風(fēng)險(xiǎn)，成為預(yù)測及診斷胎盤植入的指標(biāo)之一[6-7]。

此外，子宮手術(shù)史的孕婦也被研究人員列入胎盤植入高危產(chǎn)婦之列。與高齡及多次孕產(chǎn)的產(chǎn)婦一樣，有子宮手術(shù)史的產(chǎn)婦也是胎盤植入高?；颊?，成為臨床醫(yī)生診斷考慮的指標(biāo)之一[8]。

1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種類型，它具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)[9]。本文選取了三層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，隱含層的節(jié)點(diǎn)數(shù)決定了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的效能[10]。目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)選擇取決于經(jīng)驗(yàn)公式，m代表隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)，n和l分別代表輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)和輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)，α表示1～10之間的調(diào)節(jié)常數(shù)[11-12]。本文從臨床數(shù)據(jù)中抽取了14個(gè)特征值（血清白蛋白、血清總膽汁酸、載脂蛋白B、高密度脂蛋白、乳酸脫氫酶、前次與此次妊娠時(shí)間間隔、胎兒測量指標(biāo)、胎盤分級(jí)、羊水情況、宮頸管長度、胎盤后的血液流動(dòng)間隙、胎盤位置、月經(jīng)間隔、流產(chǎn)次數(shù)）作為輸入層節(jié)點(diǎn)，是否患有胎盤植入作為輸出節(jié)點(diǎn)。故n=14，l=1，經(jīng)過試驗(yàn)，α取1時(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確率最高。所以隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)取為5。

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

本文選擇MATLAB作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。對于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，除確定隱含層節(jié)點(diǎn)，還要確定訓(xùn)練參數(shù)組。本文選取不同參數(shù)做對比實(shí)驗(yàn)，最終確定最優(yōu)參數(shù)組：學(xué)習(xí)率0.05、訓(xùn)練次數(shù)300、收斂精確度0.00 001。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)得出兩組數(shù)據(jù)，一組是隱含層節(jié)點(diǎn)的權(quán)值數(shù)據(jù)，它反映了14個(gè)特征值中每個(gè)特征值對結(jié)果的影響程度，可得隱含層有5個(gè)節(jié)點(diǎn)，則1個(gè)特征值有5個(gè)權(quán)值。根據(jù)特征值處理方式，將5個(gè)權(quán)值的絕對值之和定為這個(gè)特征值的最終權(quán)值。最終權(quán)值反映了該特征對判定胎盤植入的重要性。其中，胎盤植入數(shù)據(jù)的特征判定中，權(quán)值由高到低分別為胎盤后血液流動(dòng)間隙、血清總膽汁酸、血清白蛋白、羊水情況、載脂蛋白B、胎盤位置、乳酸脫氫酶、高密度脂蛋白、流產(chǎn)次數(shù)、妊娠時(shí)間間隔、胎盤等級(jí)、宮頸管長度、胎兒測量指標(biāo)和月經(jīng)間隔。

可知14個(gè)特征指標(biāo)中對胎盤植入影響最大的三個(gè)因素是胎盤后血液流動(dòng)間隙、血清總膽汁酸和血清白蛋白。對胎盤植入影響最小的是月經(jīng)間隔。

另一組數(shù)據(jù)是40個(gè)測試數(shù)據(jù)的判定結(jié)果。結(jié)果用1表示胎盤植入，2表示正常，序號(hào)1～30標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果為2，序號(hào)31～40標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果為1。

圖1 實(shí)驗(yàn)數(shù)值分布圖

實(shí)驗(yàn)數(shù)值分布見圖1，當(dāng)判定數(shù)值處于Ⅳ區(qū)域時(shí)，認(rèn)為其肯定為胎盤植入，當(dāng)判定數(shù)值處于Ⅰ區(qū)域時(shí)，認(rèn)為其肯定為正常。當(dāng)判定數(shù)值處于Ⅱ、Ⅲ區(qū)域，認(rèn)為其有胎盤植入可能，利用公式（2-判定數(shù)值）×100%作為該測試數(shù)據(jù)為胎盤植入的概率。為計(jì)算準(zhǔn)確率，規(guī)定當(dāng)概率大于等于50%時(shí)算作胎盤植入，當(dāng)概率小于50%時(shí)算作正常。根據(jù)以上規(guī)定，處于Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的結(jié)果認(rèn)為是正常，Ⅲ、Ⅳ區(qū)域的結(jié)果認(rèn)為是胎盤植入?？偣?0條測試數(shù)據(jù)，由于序號(hào)1～30標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果為正常，序號(hào)31～40標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果為胎盤植入。故得出判定錯(cuò)誤數(shù)據(jù)一共有6條，判定準(zhǔn)確率為85%。

根據(jù)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，可以得出，在選取的14個(gè)特征值中，胎盤后血液流動(dòng)間隙、血清總膽汁酸和血清白蛋白是胎盤植入的主要表征。同時(shí)，利用測試樣本，證明所訓(xùn)練的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對胎盤植入的預(yù)測準(zhǔn)確率為85%。同時(shí)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)權(quán)值收斂的特性，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可用于研究胎盤植入的潛在影響因素。

3 討論

本文利用了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對胎盤植入進(jìn)行輔助診斷，同時(shí)該方法還可以對胎盤植入的病因進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法正確率為85%，證明了該方法的有效性。我們認(rèn)為在目前胎盤植入臨床診斷有局限性的情況下，本文提出的方法可以為臨床醫(yī)療人員提供診斷借鑒，從而提高醫(yī)療人員對胎盤植入診斷的正確率。