de.wedoany.com-Bericht: Ein weiches, haftendes Ultraschallpflaster kann den fetalen Blutfluss und die Struktur kontinuierlich verfolgen. Die in „Nature Biotechnology" veröffentlichte Studie könnte Klinikern helfen, Komplikationen bei Risikoschwangerschaften früher zu erkennen.
Das Gerät mit dem Namen UPatch wurde von Ingenieuren der University of California San Diego (UCSD) in Zusammenarbeit mit der University of Oxford entwickelt. Im Gegensatz zur konventionellen geburtshilflichen Sonographie, die nur kurze, diskontinuierliche Scans während der ambulanten Besuche liefert, ist UPatch für eine kontinuierliche, freihändige Überwachung ohne Ultraschalltechniker konzipiert. Der Erstautor Geonho (Tom) Park, Doktorand in Chemie und Nanotechnik an der UCSD, erklärte, dass die Technologie das Potenzial habe, den Zugang zur fetalen Überwachung zu demokratisieren, insbesondere in ressourcenarmen Umgebungen mit begrenzter spezialisierter Versorgung. Abdulla Al-Khan, MD, stellvertretender Vorsitzender und Abteilungsleiter für Geburtshilfe und Gynäkologie sowie Frauengesundheit am Hackensack University Medical Center in New Jersey, der nicht an der Studie beteiligt war, bezeichnete die Technologie als vielversprechend, aber noch in einem frühen Stadium und betonte, dass vor dem routinemäßigen klinischen Einsatz weitere Validierungen erforderlich seien.
Das flexible, haftende Pflaster wird auf den mütterlichen Bauch aufgebracht und nutzt Ultraschall, um die fetale Struktur und den Blutfluss, einschließlich der Nabelschnur und der wichtigsten fetalen Blutgefäße, zu beurteilen. Es funktioniert, indem kleine elektrische Impulse an die Ultraschallwandler im Pflaster gesendet werden, die Schallwellen erzeugen, die durch das mütterliche Gewebe dringen, von den fetalen Strukturen reflektiert werden und zum selben Wandler zurückkehren. Diese Signale werden über eine Kabelverbindung an einen externen Computer übertragen, der eine Echtzeit-Bildgebung und Blutflussanalyse durchführt. Ein autonomer Algorithmus kann die Nabelschnur kontinuierlich verfolgen und den Blutfluss über Stunden hinweg überwachen, selbst wenn sich die Mutter oder der Fötus bewegen. Eine Neupositionierung des Schallkopfs durch einen Ultraschalltechniker ist nicht erforderlich, aber die anfängliche Platzierung ist notwendig. Die Signale werden über einen kabelgebundenen Computer verarbeitet, der eine Echtzeitanalyse durchführt.
Park erklärte, dass die fetale Physiologie hochdynamisch sei und sich innerhalb von Minuten oder Stunden ändern könne. Einige Komplikationen träten intermittierend auf und könnten während der Intervalle zwischen den Scans unentdeckt bleiben, was manchmal zu fetalen Schäden oder zum Tod führe. Er sagte, das Ziel der Forschung sei es, ein System zu schaffen, das den Gesundheitszustand des Fötus in Echtzeit überwachen könne, anstatt sich auf isolierte Bewertungen zu verlassen.
Die Leistung des Systems ähnelte den Messungen von Ultraschalltechnikern: Über 90 % der Messwerte lagen innerhalb von 2 mm der Zielposition, und die Bildgenauigkeit lag bei über 91 %, selbst während anhaltender Bewegung. Die Forscher evaluierten UPatch bei 62 Schwangerschaften an der UCSD Health und der University of Oxford, darunter normale Schwangerschaften sowie solche, die mit Präeklampsie, Schwangerschaftshypertonie, Schwangerschaftsdiabetes, fetaler Wachstumsrestriktion und extremen Körpergrößen einhergingen. 52 Frauen wurden kontinuierlich überwacht, mit Messungen alle 15 Sekunden. UPatch stimmte stark mit dem Handultraschall überein und zeigte eine starke Korrelation mit der fetalen Herzfrequenz (r = 0,94) und dem Blutflussverhältnis (r = 0,86) sowie nur geringfügige Abweichungen bei den fetalen Biometriemessungen, einschließlich Kopf- und Bauchumfang, Gliedmaßenlänge und geschätztem fetalen Gewicht. Während der kontinuierlichen Überwachung zeigten die Doppler-Blutflussmessungen mit zunehmendem Gestationsalter konsistentere Muster, was half, Risikoschwangerschaften von gesunden Schwangerschaften zu unterscheiden. Im Gegensatz dazu gab es bei der fetalen Herzfrequenz erhebliche Überlappungen zwischen den Gruppen.
Park wies darauf hin, dass eine der auffälligsten Beobachtungen die dynamischen Veränderungen der fetalen Blutflussmuster im Laufe der Zeit seien, die mit herkömmlichen diskontinuierlichen Scans nur schwer zu erfassen seien. Wiederholte Messungen im Laufe der Zeit halfen auch, kurzfristige Schwankungen von anhaltenderen Veränderungen zu unterscheiden, die auf eine fetale oder plazentare Insuffizienz hindeuten könnten. In einem Fall erkannte UPatch bei einer Frau mit Präeklampsie in der 28. Schwangerschaftswoche und 3 Tagen ein anhaltend abnormales Blutflussmuster, das mit einer Plazentafunktionsstörung vereinbar war. Park dachte zunächst, das Gerät könnte ein technisches Problem haben, da die Ergebnisse so abnormal waren, aber nach sorgfältiger Prüfung wurde die Anomalie bestätigt und das klinische Team sofort benachrichtigt. Die Patientin wurde in eine höhere Versorgungsstufe verlegt und vier Tage später in der 29. Woche per Kaiserschnitt entbunden. Das Baby benötigte Intensivpflege, erholte sich jedoch. Die Forscher glauben, dass die kontinuierliche Überwachung eine rechtzeitige Erkennung einer schweren intrauterinen Wachstumsrestriktion ermöglichte und möglicherweise eine Totgeburt verhindert hat.
Al-Khan warnte jedoch davor, dass nicht jedes durch kontinuierliche Überwachung erkannte abnormale Signal einen Eingriff auslösen sollte. Ein abnormales Signal auf dem Bildschirm sage dem Kliniker nicht, ob, wann oder wie dringend gehandelt werden müsse. Ohne einen klaren Eskalationspfad könne dies zu unnötigen Eingriffen führen, einschließlich Frühgeburten und deren Komplikationen. Das aktuelle UPatch ist kabelgebunden, was seine Verwendung auf stationäre Umgebungen beschränkt, und erfordert einen anfänglichen Scan, um die korrekte Platzierung sicherzustellen. Eine drahtlose Version ist in Entwicklung, und zukünftige Iterationen werden voraussichtlich mütterliche Signale wie Blutdruck und Sauerstoffsättigung integrieren, um die Risikobewertung zu verbessern. Es wurden noch keine Referenzbereiche für die kontinuierliche fetale Überwachung etabliert, was die Interpretation zu einer zentralen Herausforderung macht. Park wies darauf hin, dass eine kontinuierliche fetale Blutflussüberwachung in diesem Umfang zuvor noch nicht durchgeführt wurde, und es müsse noch definiert werden, welches Maß an Variation normal sei und welche Signale auf ein Risiko hindeuteten. Al-Khan stimmte zu, dass diese Unsicherheit ein Hindernis für die sichere klinische Anwendung darstelle, und betonte, dass eine breite Einführung ohne weitere Validierung verfrüht sei.
Die Studie wurde von Wellcome Leap (HER01430), den National Institutes of Health (1R01EB033464-01 und 1R01HL171652-01) und dem Accelerating Innovation to Market program an der UCSD unterstützt. Sheng Xu gab an, Mitbegründer der Softsonics LLC zu sein. Mariana Tome, Lawrence Impey und Antoniya Georgieva von der University of Oxford gaben an, Mitbegründer der Safer Birth Ltd. zu sein. Aris T. Papageorghiou, ebenfalls von der University of Oxford, gab an, leitender wissenschaftlicher Berater der Intelligent Ultrasound Ltd. zu sein. Alle anderen Autoren gaben an, keine relevanten Interessenkonflikte zu haben.
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