Technologie Purdue zkoumaná jako potenciální nástroj k identifikaci žen s vyšším rizikem preeklampsie

Výzkumník na Weldon School of Biomedical Engineering na Purdue University se účastní dvouleté výzkumné studie, která hodnotí přístupy ke sledování zdraví těhotných žen v Africe a informuje o budoucím úsilí o snížení mateřské úmrtnosti.

Young Kim, profesor biomedicínského inženýrství, University Faculty Scholar a Showalter Faculty Scholar, vyvinul inovaci, která je zkoumána jako potenciální nástroj k identifikaci žen s vyšším rizikem rozvoje preeklampsie.

Preeklampsie je hlavní příčinou úmrtnosti matek, předčasných porodů, mrtvě narozených dětí a úmrtí novorozenců na celém světě. Dvouleté studium je financováno v rámci cen Gates Foundation’s Grand Challenge za snížení zátěže preeklampsie.

Řešení využívá patentovanou, neinvazivní metodu počítačového vidění nazvanou mHealth conjunctiva AI imaging k analýze fotografií oční bulvy ze smartphonu za účelem prozkoumání časné predikce preeklampsie. Metoda extrahuje mikrovaskulární vzory z fotografií spojivky, což je tenká a průhledná membrána pokrývající vnitřní víčka a bílou část oční bulvy. Bude použit ve spolupráci s AMPATH v Keni.

Kim odhalil metody počítačového a barevného vidění úřadu Purdue Innovates Office of Technology Commercialization, který požádal o patenty na ochranu duševního vlastnictví.

Práce je součástí Purdueovy prezidentské iniciativy One Health, která zahrnuje výzkum na průsečíku zdraví a pohody lidí, zvířat a rostlin.

O preeklampsii

Preeklampsie je jednou z nejčastějších těhotenských komplikací, kdy se v průběhu těhotenství, obvykle po 20. týdnu, vyvíjí přetrvávající vysoký krevní tlak; může se také vyvinout během poporodního období. Včasná diagnostika a léčba jsou zásadní pro prevenci závažných komplikací pro matku i dítě.

Světová zdravotnická organizace uvádí, že preeklampsie postihuje až 8 % těhotenství po celém světě. V důsledku preeklampsie ročně zemře kolem 46 000 matek a kolem půl milionu úmrtí plodu nebo novorozence.

Preeklampsie je na počátku zákeřná a diagnóza může být buď přehlédnuta, nebo stanovena příliš pozdě. Pokud se preeklampsie neléčí, může být smrtelná pro matku i dítě. Žena s preeklampsií může mít vysoký krevní tlak, vysoké hladiny bílkovin v moči, které signalizují poškození ledvin nebo jiné známky poškození orgánů.

O inovaci fotoanalýzy

Během dvouleté studie probíhající klinické práce budou výzkumníci používat metody počítačového a barevného vidění vyvinuté v Purdue k analýze fotografií smartphonů. Naberou 1 600 těhotných žen v západní Keni pro studium na Moi University prostřednictvím partnerství s názvem AMPATH Kenya, které je hluboce zapojeno do místních komunit.

Kombinací radiomiky s kontrolovaným učením získáváme mikrovaskulární vzory, které mohou být klinicky relevantní, z neupravených fotografií spojivky spíše než přímo ze zobrazení sítnice. Náš tým je mezi prvními, kdo identifikuje spojivku jako slibné zobrazovací místo, které nabízí alternativní okno do zdravotních stavů a ​​nemocí, jak je uvedeno v recenzovaných časopisech npj Digital Medicine, Science Advances a IEEE Transactions on Image Processing.“

Young Kim, profesor biomedicínského inženýrství, Purdue University

Kim řekl, že četné studie podporují souvislost mezi mikrovaskulárními abnormalitami, jako je zúžení a stavba s vysokým krevním tlakem.

„Několik předchozích studií zjistilo, že změny předcházely klinickému nástupu preeklampsie,“ řekl. „Mikrovaskulární změny na sítnici byly pozorovány během prvních týdnů těhotenství a byly spojeny se zvýšenou periferní rezistencí před zvýšením krevního tlaku.“

Kim řekl, že tradiční analýza počítačového vidění je omezená kvůli potřebě specializovaných zařízení, jako jsou systémy zobrazování fundusu sítnice. Ale metoda Purdue mobile health pro analýzu fotografií smartphonů tuto významnou bariéru odstraňuje.

„Naše neinvazivní řešení eliminuje potřebu specializovaného vybavení,“ řekl. „Smartphony nedávno změnily zdravotní péči v prostředí s omezenými zdroji, kde jsou komunitní zdravotníci často vybaveni mobilními zdravotnickými aplikacemi, aby se mohli spojit se zdravotnickými profesionály i ze vzdálených oblastí.“

Kim řekl, že je připraveno několik milníků pro pokrok v práci.

„Naším prvním krokem bude zpřesnění predikčního modelu tak, aby se specificky zaměřoval na preeklampsii spíše než na obecnou mateřskou hypertenzi,“ řekl. „Dále vyvineme minimálně životaschopnou mobilní aplikaci pro podporu škálovatelného ověřování.“