Badano technologię Purdue jako potencjalne narzędzie identyfikacji kobiet o podwyższonym ryzyku stanu przedrzucawkowego

Badano technologię Purdue jako potencjalne narzędzie identyfikacji kobiet o podwyższonym ryzyku stanu przedrzucawkowego

Badaczka z Weldon School of Biomedical Engineering na Uniwersytecie Purdue uczestniczy w dwuletnim badaniu, którego celem będzie ocena podejść do monitorowania stanu zdrowia kobiet w ciąży w Afryce oraz informacja dla przyszłych wysiłków na rzecz zmniejszenia śmiertelności matek.

Young Kim, profesor inżynierii biomedycznej, stypendysta Wydziału Uniwersyteckiego i stypendysta Wydziału Showalter, opracował innowację, która jest badana jako potencjalne narzędzie do identyfikacji kobiet o podwyższonym ryzyku rozwoju stanu przedrzucawkowego.

Stan przedrzucawkowy jest główną przyczyną śmiertelności matek, przedwczesnych porodów, martwych urodzeń i śmierci noworodków na całym świecie. Dwuletnie badanie jest finansowane ze środków Grand Challenge Awards Fundacji Gatesów, których celem jest zmniejszenie obciążenia związanego ze stanem przedrzucawkowym.

Rozwiązanie wykorzystuje opatentowaną, nieinwazyjną metodę widzenia komputerowego o nazwie mHealth Conjunctiva AI Imaging w celu analizy zdjęć gałki ocznej smartfonem w celu wczesnego przewidywania stanu przedrzucawkowego. Metoda polega na ekstrakcji wzorów mikronaczyniowych ze zdjęć spojówki – cienkiej i przezroczystej błony pokrywającej wewnętrzne powieki i białą część gałki ocznej. Jest stosowany we współpracy z AMPATH w Kenii.

Kim ujawnił metody widzenia komputerowego i barwnego Biuru Komercjalizacji Technologii Purdue Innovate, które złożyło patenty w celu ochrony własności intelektualnej.

Praca jest częścią inicjatywy „Jedno zdrowie” prezydenta Purdue, która obejmuje badania na styku zdrowia i dobrostanu ludzi, zwierząt i roślin.

O stanie przedrzucawkowym

Stan przedrzucawkowy jest jednym z najczęstszych powikłań ciąży, w którym rozwija się trwałe nadciśnienie w czasie ciąży, zwykle po 20 tygodniu ciąży; może rozwinąć się także w okresie poporodowym. Wczesna diagnoza i leczenie mają kluczowe znaczenie, aby zapobiec poważnym powikłaniom u matki i dziecka.

Światowa Organizacja Zdrowia podaje, że stan przedrzucawkowy dotyka aż do 8% wszystkich ciąż na świecie. Każdego roku z powodu stanu przedrzucawkowego umiera około 46 000 matek i około pół miliona płodów lub noworodków.

Stan przedrzucawkowy rozpoczyna się stopniowo i diagnoza może zostać przeoczona lub postawiona zbyt późno. Nieleczony stan przedrzucawkowy może być śmiertelny zarówno dla matki, jak i dziecka. Kobieta ze stanem przedrzucawkowym może mieć wysokie ciśnienie krwi, wysoki poziom białka w moczu, co wskazuje na uszkodzenie nerek lub inne objawy uszkodzenia narządów.

O innowacjach analizy zdjęć

Podczas dwuletniego badania trwającej pracy klinicznej naukowcy z Purdue wykorzystają metody komputerowe i widzenia barw opracowane do analizy zdjęć smartfonów. W ramach partnerstwa o nazwie AMPATH Kenya, które szeroko współpracuje ze społecznościami lokalnymi, zrekrutują 1600 kobiet w ciąży z zachodniej Kenii do badań na Uniwersytecie Moi.

Łącząc radiomikę z nadzorowanym uczeniem się, wyodrębniamy wzorce mikronaczyniowe, które mogą być klinicznie istotne z niezmodyfikowanych zdjęć spojówki, zamiast bezpośrednio obrazować siatkówkę. Jak donosi czasopismo npj Digital Medicine, Science Advances i IEEE Transactions on Image Processing, nasz zespół jako jeden z pierwszych zidentyfikował spojówkę jako obiecujące miejsce do obrazowania, które zapewnia alternatywny wgląd w stan zdrowia i choroby”.

Young Kim, profesor inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie Purdue

Kim powiedział, że liczne badania potwierdzają związek między nieprawidłowościami mikronaczyniowymi, takimi jak zwężenia, a konstrukcjami z wysokim ciśnieniem krwi.

„Kilka wcześniejszych badań wykazało, że zmiany poprzedzały kliniczne wystąpienie stanu przedrzucawkowego” – powiedział. “Microvascular changes in the retina were observed in the first weeks of pregnancy and were associated with increased peripheral resistance before blood pressure increased.”

Kim powiedział, że tradycyjna komputerowa analiza obrazu jest ograniczona, ponieważ wymaga specjalistycznego sprzętu, takiego jak systemy obrazowania dna siatkówki. Jednak mobilna metoda analizy zdrowia Purdue, polegająca na analizowaniu zdjęć smartfonów, usuwa tę istotną przeszkodę.

„Nasze nieinwazyjne rozwiązanie eliminuje potrzebę stosowania specjalistycznego sprzętu” – powiedział. „Smartfony zmieniły ostatnio opiekę zdrowotną w placówkach o ograniczonych zasobach, gdzie lokalni pracownicy służby zdrowia są często wyposażeni w mobilne aplikacje zdrowotne, dzięki którym mogą łączyć się z pracownikami służby zdrowia nawet z odległych obszarów”.

Kim powiedział, że poczyniono kilka kluczowych kroków w celu przyspieszenia prac.

„Naszym pierwszym krokiem będzie udoskonalenie modelu prognostycznego, aby uwzględnić konkretnie stan przedrzucawkowy, a nie ogólne nadciśnienie u matki” – powiedział. „Następnie opracujemy minimalną wykonalną aplikację mobilną obsługującą skalowalną walidację”.

Źródła: