Kontaktløs og effektiv overvågning af for tidligt fødte børn

Hvert år, næsten 15 millioner babyer fødes for tidligt og skal passes på neonatale intensivafdelinger (NICU'er). Moderne NICU'er har taget et stort spring fremad med hensyn til implementerede teknologier. Endnu, meget skal stadig gøres med hensyn til sikkerhed, pålidelighed, og komfort i overvågningssystemerne. Rohan Joshi, Ph.d. kandidat ved Eindhoven University of Technology, udviklet i tæt samarbejde med Máxima MC-algoritmer for bedre at prioritere det store antal alarmer i NICU'er. Også, han designede algoritmer, der kan spore fordelene ved hud-hud-kontakt mellem for tidligt fødte børn og deres forældre. Endelig, han implementerede en kontaktløs sensor, som kan overvåge vejrtrækning og bevægelse af for tidligt fødte babyer og forudsige risikoen for alvorlige infektioner. Joshi forsvarer sin ph.d. afhandling den 30. august.

For tidligt fødte børn er særlige patienter med unikke behov. Nogle babyer kan blive født efter kun seks måneders graviditet, vejer så lidt som 500 gram og har stærkt underudviklede organer. Disse babyer tilbringer flere uger eller endda måneder på neonatale intensivafdelinger (NICU'er), i inkubatorer i et termoreguleret miljø. Inden for inkubatorerne, ventilatorer understøtter de umodne lunger, mens vejrtrækningshastigheden, sammen med andre vitale tegn, overvåges løbende, så læger hurtigt kan blive advaret i tilfælde af nødsituationer.

Den grædende ulveeffekt

Moderne NICU'er kan generere flere hundrede alarmer dagligt. Langt de fleste af disse alarmer kræver ingen klinisk handling, resulterer i det såkaldte fænomen 'alarmtræthed'. Alarm træthed, meget gerne den grædende ulveeffekt, kan reducere klinikernes lydhørhed over for potentielt vigtige alarmer og kompromittere babyers sikkerhed.

Rohan Joshi, under tilsyn af prof. Loe Feijs og fremtrædende prof. Sabine Van Huffel, udviklet flere strategier til at reducere det store antal alarmer, der genereres i NICU'er og gøre de resterende alarmer klinisk handlingsdygtige. I tæt samarbejde med sine medpromotorer dr. Peter Andriessen og dr.ir. Carola van Pul fra Máxima MC i Veldhoven, Joshi analyserede patienters overvågningssignaler og identificerede via maskinlæringsalgoritmer tilgang til at fjerne mindre alvorlige alarmer relateret til lav puls og lav iltmætning på den ene side, mens der oprettes tidligere advarsler for kritiske alarmer, på den anden. Dette emne er meget vigtigt, da Máxima MC fremmer familiecentreret pleje, hvor der er brug for et roligt miljø for optimal pleje til kritisk syge nyfødte. Ved at reducere, begge, det samlede antal alarmer og lydende et stort antal kritiske a

Komfortabel og kontaktløs overvågning

Overvågning af vitale tegn i NICU'er er ikke altid behageligt for babyer. For eksempel, overvågning af vejrtrækningshastigheden kræver fastgørelse af klæbende elektroder til deres sarte hud. For at forbedre babys komfort, Joshi designede et alternativ, kontaktløst overvågningssystem, baseret på en filmlignende tryksensor, der kan indlejres i inkubatorens madras. For at teste sensoren, Joshi oprettede et klinisk studie på Maxima MC, under tilsyn af dr. Andriessen og dr. van Pul. Undersøgelsen viste, at sensoren er lige så pålidelig som standardelektroder til overvågning af vejrtrækningshastigheden hos for tidligt fødte babyer. Også, i modsætning til standardelektroder, denne sensor kan bruges til at overvåge patologisk mangel på bevægelse, som kan fungere som et tidligt advarselstegn på livstruende infektioner (sepsis) eller til at opdage den type apnø, der ofte ses hos præmature. Sådan tidlig opdagelse af sepsis er afgørende for hurtig intervention via antibiotikabehandling, og det kan redde liv for spædbørn i fare. Også, at skelne mellem central apnø fra obstruktiv apnø er nyttig til at vælge den rigtige terapeutiske strategi.

Betydningen af ​​forælder-baby-binding

Til dato, få teknologiske indgreb overstiger de terapeutiske fordele ved binding mellem babyer og deres forældre. Forskere ved Maxima MC har tidligere vist, at forældre-baby-binding er effektiv i, for at nævne et par stykker, reducere risikoen for hospitalserhvervet infektion, lette amning og vægtøgning. I moderne NICU'er, forælder-baby bonding tilskyndes via praksis med Kangaroo Care, en teknik, hvor barnet holdes bryst-mod-bryst og hud-mod-hud med en forælder i længere tid. "Mens Kangaroo Care er blevet anerkendt som en vigtig terapeutisk intervention, "forklarer Joshi, "hidtil har det ikke været muligt at kvantificere og visualisere præcis fordelene for for tidligt fødte babyer." Joshi overvandt denne begrænsning ved at overvåge pulsen for for tidligt fødte babyer, der blev udsat for Kangaroo Care i modsætning til at være i en inkubator. Joshi:"For tidligt fødte børn har en høj puls, som er ispedd alvorlige patologiske decelerationer. Vi demonstrerede, at når babyer får kængurupleje, sværhedsgraden af ​​disse decelerationer reduceres med en tredjedel. Dette sker, fordi babyer er co-reguleret af deres forældres kroppe." For Joshi, denne visualisering i realtid af fordelene ved Kangaroo Care er 'meget kraftfuld' i at motivere forældre til at praktisere det og klinikere til at lette det.

Denne forskning viser, hvordan datadrevne løsninger og algoritmer baseret på maskinlæring kan optimere den kliniske beslutningstagning og forbedre arbejdsgangen i NICU'er. Den kontaktløse overvågningsløsning udviklet af Joshi åbner op for nye måder til pålidelig overvågning, der både er behagelige for for tidligt fødte børn og en kilde til ny fysiologisk information. Endelig, denne forskning giver kvantitativt og visualiserbart bevis på fordelene ved forælder-baby-binding.