کاربرد هوش مصنوعی در پیش‌بینی زایمان زودرس و ارتقای سلامت زنان

نویسندگان

مرکز تحقیقات آموزش علوم پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران.

10.22038/ijogi.2026.27603

چکیده

مقدمه: زایمان زودرس یکی از چالش‌های اصلی در علم زنان و زایمان و به‌عنوان مهم‌ترین علت مرگ‌ومیر نوزادان در جهان شناخته می‌شود. بیشتر مداخلات بالینی کنونی بر اساس مشاهدات سنتی، آزمایش‌های پایه یا تجربی پزشکان انجام می‌شود که اغلب دقت کافی ندارند. با توجه به پیچیدگی عوامل مؤثر بر زایمان زودرس - شامل عوامل ژنتیکی، فیزیولوژیک، محیطی و روانی - نیاز به ابزارهایی که بتوانند چندین متغیر را به‌صورت همزمان تحلیل کنند، کاملاً احساس می‌شود. الگوریتم‌های یادگیری ماشین (Machine Learning) می‌توانند الگوهای پنهان در داده‌های گسترده پزشکی را شناسایی کرده و در تشخیص زنان در معرض خطر زایمان زودرس نقش مهمی ایفا کنند.
روش‌ها: در این مطالعه از یک مجموعه داده فرضی شامل اطلاعات بالینی ۱۰۰۰ زن باردار در سه ماهه دوم استفاده شد. متغیرهای بررسی شده شامل متغیرهای دموگرافیک (سن،BMI ، نژاد)، سوابق مامایی، شاخص‌های آزمایشگاهی (HbA1c، CRP)، یافته‌های سونوگرافی (طول دهانه رحم، حجم مایع آمنیوتیک) علائم بالینی (درد لگنی، انقباضات رحمی) و سیگنال‌های الکتریکی رحم (EHG) بودند. دو مدل برای تحلیل داده‌ها استفاده شد: مدل XGBoost  با پارامترهای6=learning_rate=0.15 ، max_depth  و 250=n_estimators، و مدل ترکیبی CNN-LSTM  برای تحلیل داده‌های سری زمانی .EHG  داده‌ها به نسبت ۸۰% آموزش و ۲۰% آزمون تقسیم شدند. شاخص‌های ارزیابی شامل دقت، حساسیت، ویژگی وAUC  بودند.
نتایج: مدل XGBoost  توانست با دقت ۹۱%، حساسیت ۸۸%، ویژگی ۹۳% و AUC  برابر 95/0، بیماران در معرض خطر زایمان زودرس را به درستی طبقه‌بندی کند. مدلCNN-LSTM  در تحلیل داده‌های EHG  به دقت ۹۳% و حساسیت ۹۰% دست یافت. تحلیل آماری نشان داد کوتاه بودن طول دهانه رحم (001/0<p)، سابقه سقط جنین (03/0=p)، افزایش فشار خون سیستولیک (02/0=p) و بالا بودن سطح CPR (01/0<p) از متغیرهای کلیدی در پیش‌بینی هستند.
نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان می‌دهد که هوش مصنوعی می‌تواند ابزاری کارآمد و مکمل در تشخیص و پیش‌بینی عوارض بارداری، به‌ویژه زایمان زودرس، باشد. استفاده از الگوریتم‌هایی مانند XGBoost  و LSTM  می‌تواند دقت مراقبت‌های بالینی را افزایش داده و خطرات را کاهش دهد. این نتایج نشان‌دهنده پتانسیل بالای هوش مصنوعی در توسعه خدمات پزشکی شخصی‌‌سازی ‌شده برای سلامت زنان است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Artificial Intelligence in Predicting Preterm Birth and Promoting Women’s Health

نویسندگان [English]

  • Sanaz Pasbani
  • Farzaneh Sedaghatkar
Medical Sciences Education Research Center, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran.
چکیده [English]

Introduction
Preterm birth remains a major challenge in obstetrics and is considered the leading cause of neonatal mortality worldwide. Most current clinical interventions are based on traditional observations, basic laboratory tests, or physicians’ experience, which often lack sufficient precision. Due to the complexity of factors influencing preterm birth—genetic, physiological, environmental, and psychological—the need for tools capable of simultaneous analysis of multiple variables is evident. Machine learning algorithms can identify hidden patterns within massive medical datasets and play a critical role in identifying women at high risk for preterm delivery.
Methods
This study utilized a hypothetical dataset comprising clinical information from 1,000 pregnant women in their second trimester. Variables included demographic factors (age, BMI, race), obstetric history, laboratory markers (CRP, HbA1c), ultrasound findings (cervical length, amniotic fluid volume), clinical symptoms (pelvic pain, uterine contractions), and uterine electrical signals (EHG). Data were analyzed using two approaches:
- XGBoost model: optimized parameters included max_depth = 6, learning_rate = 0.15, and n_estimators = 250.
- CNN-LSTM hybrid model: applied to time-series EHG data.
Data were split into training and testing sets at an 80/20 ratio. Evaluation metrics included accuracy, sensitivity, specificity, and AUC.
Results
The XGBoost model achieved 91% accuracy, 88% sensitivity, 93% specificity, and an AUC of 0.95 in classifying patients at risk of preterm birth. The CNN-LSTM model, analyzing EHG data, achieved 93% accuracy and 90% sensitivity. Statistical analysis identified cervical length (p<0.001), history of abortion (p=0.03), elevated systolic blood pressure (p=0.02), and increased CRP (p<0.01) as key predictive variables.
Conclusion
This study concludes that artificial intelligence can be an efficient complementary tool for diagnosing and predicting pregnancy complications, especially preterm birth. The use of algorithms such as XGBoost and LSTM can enhance clinical care accuracy and reduce complications. These findings demonstrate AI’s high potential in developing personalized medical services for women’s health.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Artificial Intelligence
  • Preterm Birth
  • Women’s Health