Purdue-Technologie wurde als potenzielles Instrument zur Identifizierung von Frauen mit einem höheren Risiko für Präeklampsie untersucht

Purdue-Technologie wurde als potenzielles Instrument zur Identifizierung von Frauen mit einem höheren Risiko für Präeklampsie untersucht

Ein Forscher der Weldon School of Biomedical Engineering der Purdue University nimmt an einer zweijährigen Forschungsstudie teil, in der Ansätze zur Überwachung der Gesundheit schwangerer Frauen in Afrika und als Grundlage für zukünftige Bemühungen zur Reduzierung der Müttersterblichkeit bewertet werden.

Young Kim, Professorin für Biomedizintechnik, University Faculty Scholar und Showalter Faculty Scholar, hat eine Innovation entwickelt, die als potenzielles Instrument zur Identifizierung von Frauen mit einem höheren Risiko für die Entwicklung von Präeklampsie untersucht wird.

Präeklampsie ist weltweit eine der Hauptursachen für Müttersterblichkeit, Frühgeburten, Totgeburten und den Tod von Neugeborenen. Die zweijährige Studie wird im Rahmen der Grand Challenge Awards der Gates Foundation finanziert, um die Belastung durch Präeklampsie zu reduzieren.

Die Lösung nutzt eine patentierte, nichtinvasive Computer-Vision-Methode namens mHealth Conjunctiva AI Imaging, um Smartphone-Fotos des Augapfels zu analysieren und so eine frühzeitige Vorhersage einer Präeklampsie zu ermöglichen. Die Methode extrahiert mikrovaskuläre Muster aus Fotos der Bindehaut, einer dünnen und transparenten Membran, die die inneren Augenlider und den weißen Teil des Augapfels bedeckt. Es wird in Zusammenarbeit mit AMPATH in Kenia eingesetzt.

Kim gab die Computer- und Farbvisionsmethoden dem Purdue Innovates Office of Technology Commercialization bekannt, das Patente zum Schutz des geistigen Eigentums angemeldet hat.

Die Arbeit ist Teil der One-Health-Initiative des Präsidenten von Purdue, die Forschung an der Schnittstelle von Gesundheit und Wohlbefinden von Mensch, Tier und Pflanze umfasst.

Über Präeklampsie

Präeklampsie ist eine der häufigsten Schwangerschaftskomplikationen, bei der sich während der Schwangerschaft, meist nach der 20. Woche, ein anhaltender Bluthochdruck entwickelt; es kann sich auch in der Zeit nach der Geburt entwickeln. Eine frühzeitige Diagnose und Behandlung sind entscheidend, um schwerwiegende Komplikationen für Mutter und Kind zu verhindern.

Die Weltgesundheitsorganisation berichtet, dass weltweit bis zu 8 % aller Schwangerschaften von Präeklampsie betroffen sind. Aufgrund von Präeklampsie sterben jährlich etwa 46.000 Mütter und etwa eine halbe Million Föten oder Neugeborene.

Präeklampsie beginnt schleichend und die Diagnose kann entweder übersehen oder zu spät gestellt werden. Unbehandelt kann eine Präeklampsie für Mutter und Kind tödlich sein. Eine Frau mit Präeklampsie hat möglicherweise hohen Blutdruck, hohe Proteinwerte im Urin, die auf eine Nierenschädigung hinweisen, oder andere Anzeichen einer Organschädigung.

Über die Innovation der Fotoanalyse

Während einer zweijährigen Studie über die laufende klinische Arbeit werden Forscher in Purdue entwickelte Computer- und Farb-Vision-Methoden verwenden, um Smartphone-Fotos zu analysieren. Über eine Partnerschaft namens AMPATH Kenya, die intensiv mit den lokalen Gemeinschaften zusammenarbeitet, werden sie 1.600 schwangere Frauen im Westen Kenias für die Studie an der Moi University rekrutieren.

Durch die Kombination von Radiomics mit überwachtem Lernen extrahieren wir mikrovaskuläre Muster, die klinisch relevant sein können, aus unveränderten Fotos der Bindehaut, anstatt die Netzhaut direkt abzubilden. Unser Team gehört zu den ersten, die die Bindehaut als vielversprechenden Bildgebungsort identifiziert haben, der einen alternativen Einblick in Gesundheitszustände und Krankheiten bietet, wie in den Fachzeitschriften npj Digital Medicine, Science Advances und IEEE Transactions on Image Processing berichtet.“

Young Kim, Professorin für Biomedizintechnik, Purdue University

Kim sagte, zahlreiche Studien belegen den Zusammenhang zwischen mikrovaskulären Anomalien wie Verengungen und Konstruktionen mit hohem Blutdruck.

„Mehrere frühere Studien ergaben, dass die Veränderungen dem klinischen Ausbruch der Präeklampsie vorausgingen“, sagte er. „Mikrovaskuläre Veränderungen in der Netzhaut wurden in den ersten Schwangerschaftswochen beobachtet und waren mit einem erhöhten peripheren Widerstand verbunden, bevor der Blutdruck anstieg.“

Kim sagte, die traditionelle Computer-Vision-Analyse sei begrenzt, da spezielle Geräte wie Netzhautfundus-Bildgebungssysteme erforderlich seien. Aber die mobile Gesundheitsmethode von Purdue zur Analyse von Smartphone-Fotos beseitigt dieses erhebliche Hindernis.

„Unsere nichtinvasive Lösung macht Spezialgeräte überflüssig“, sagte er. „Smartphones haben in jüngster Zeit das Gesundheitswesen in Umgebungen mit begrenzten Ressourcen verändert, in denen kommunales Gesundheitspersonal häufig mit mobilen Gesundheits-Apps ausgestattet ist, um auch aus abgelegenen Gebieten mit medizinischem Fachpersonal in Kontakt zu treten.“

Kim sagte, es seien mehrere Meilensteine ​​gesetzt, um die Arbeit voranzutreiben.

„Unser erster Schritt wird darin bestehen, das Vorhersagemodell so zu verfeinern, dass es gezielt auf Präeklampsie und nicht auf allgemeinen mütterlichen Bluthochdruck abzielt“, sagte er. „Als nächstes werden wir eine minimal brauchbare mobile App entwickeln, um eine skalierbare Validierung zu unterstützen.“

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