Репортаж от Wedoany，Мягкий адгезивный ультразвуковой пластырь способен непрерывно отслеживать кровоток и структуру плода. Исследование, опубликованное в журнале Nature Biotechnology, может помочь клиницистам раньше выявлять осложнения при беременности высокого риска.
Устройство под названием UPatch разработано инженерами Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California San Diego, UCSD) в сотрудничестве с Оксфордским университетом (University of Oxford). В отличие от обычного акушерского УЗИ, которое обеспечивает лишь кратковременные прерывистые сканирования во время амбулаторных приемов, UPatch предназначен для непрерывного мониторинга без помощи рук и не требует участия специалиста по УЗИ. Первый автор, докторант кафедры химии и наноинженерии UCSD Геонхо (Том) Пак (Geonho (Tom) Park), отметил, что эта технология способна демократизировать доступ к мониторингу плода, особенно в условиях ограниченных ресурсов, где специализированная помощь недоступна. Абдулла Аль-Хан (Abdulla Al-Khan), доктор медицины, заместитель председателя и руководитель отделения акушерства и гинекологии Медицинского центра Университета Хакенсак (Hackensack University Medical Center) в Нью-Джерси, не участвовавший в исследовании, назвал технологию многообещающей, но все еще находящейся на ранней стадии, и подчеркнул необходимость дальнейшей валидации перед клиническим применением.
Этот гибкий адгезивный пластырь размещается на животе матери и использует ультразвук для оценки структуры плода и кровотока, включая пуповину и основные сосуды плода. Принцип его работы заключается в отправке небольших электрических импульсов к ультразвуковым преобразователям в пластыре, которые генерируют звуковые волны, проходящие через ткани матери, отражающиеся от структур плода и возвращающиеся к тому же преобразователю. Эти сигналы передаются через проводное соединение на внешний компьютер для визуализации в реальном времени и анализа кровотока. Автономный алгоритм непрерывно отслеживает пуповину и контролирует кровоток в течение нескольких часов, даже при движении матери или плода. Перемещение датчика специалистом по УЗИ не требуется, однако первоначальное размещение необходимо. Сигналы обрабатываются подключенным по проводам компьютером для анализа в реальном времени.
Пак объяснил, что физиология плода чрезвычайно динамична и может меняться в течение минут или часов. Некоторые осложнения возникают периодически и могут остаться незамеченными в промежутках между сканированиями, что иногда приводит к повреждению плода или его гибели. Он отметил, что цель исследования — создать систему, способную непрерывно контролировать состояние плода в реальном времени, а не полагаться на изолированные оценки.
Показатели системы были сопоставимы с измерениями, выполненными специалистами по УЗИ: более 90% показаний находились в пределах 2 мм от целевого положения, точность изображений превышала 91%, даже при непрерывном движении. Исследователи оценили UPatch в 62 случаях беременности в UCSD Health и Оксфордском университете, включая нормальные беременности, а также беременности, осложненные преэклампсией, гестационной гипертензией, гестационным диабетом, задержкой роста плода и экстремальными размерами плода. Непрерывный мониторинг проводился у 52 женщин с измерениями каждые 15 секунд. UPatch показал высокую согласованность с ручным УЗИ, продемонстрировав сильную корреляцию с частотой сердечных сокращений плода (r = 0,94) и соотношением кровотока (r = 0,86), а также минимальные различия в биометрических измерениях плода, включая размеры головы и живота, длину конечностей и предполагаемый вес плода. При непрерывном мониторинге допплеровские измерения кровотока демонстрировали более согласованные паттерны в зависимости от срока беременности, что помогало отличать беременности высокого риска от здоровых. В отличие от этого, частота сердечных сокращений плода имела значительное перекрытие между группами.
Пак отметил, что одним из наиболее поразительных наблюдений стала динамика паттернов кровотока плода с течением времени, которую трудно уловить с помощью обычных прерывистых сканирований. Повторные измерения с течением времени также помогают отличить краткосрочные колебания от более устойчивых изменений, которые могут указывать на недостаточность плода или плаценты. В одном случае UPatch выявил у женщины с преэклампсией на сроке 28 недель и 3 дня устойчивый аномальный паттерн кровотока, соответствующий плацентарной дисфункции. Пак сначала подумал, что устройство может иметь техническую неисправность, поскольку результаты были крайне аномальными, но после тщательной проверки подтвердил аномалию и немедленно уведомил клиническую команду. Пациентка была переведена в отделение более высокого уровня, и через 4 дня, на 29-й неделе, были проведены роды путем кесарева сечения. Ребенок нуждался в интенсивной терапии, но выздоровел. Исследователи полагают, что непрерывный мониторинг позволил своевременно выявить тяжелую внутриутробную задержку роста и, возможно, предотвратил мертворождение.
Однако Аль-Хан предупредил, что не каждый аномальный сигнал, обнаруженный при непрерывном мониторинге, должен служить поводом для вмешательства. Он отметил, что аномальный сигнал на экране не сообщает клиницисту, следует ли предпринимать действия, когда это делать и насколько это срочно. Отсутствие четкого алгоритма повышения уровня помощи может привести к ненужным вмешательствам, включая преждевременные роды и их осложнения. Текущая версия UPatch является проводной, что ограничивает ее использование в стационарных условиях, и требует первоначального сканирования для обеспечения правильного размещения. Разрабатывается беспроводная версия, и ожидается, что будущие итерации будут интегрировать материнские сигналы (например, артериальное давление и насыщение крови кислородом) для улучшения оценки рисков. Референтные диапазоны для непрерывного мониторинга плода еще не установлены, что делает интерпретацию ключевой проблемой. Пак отметил, что ранее непрерывный мониторинг кровотока плода в таких масштабах не проводился, и еще предстоит определить, какой уровень вариабельности является нормальным, а какой сигнал указывает на риск. Аль-Хан согласился, что эта неопределенность является препятствием для безопасного клинического применения, и подчеркнул, что широкое внедрение без дальнейшей валидации преждевременно.
Исследование было поддержано Wellcome Leap (HER01430), Национальными институтами здравоохранения США (National Institutes of Health) (1R01EB033464-01 и 1R01HL171652-01) и программой ускорения вывода инноваций на рынок UCSD (Accelerating Innovation to Market program at the UCSD). Шэн Сюй (Sheng Xu) сообщил, что является соучредителем Softsonics LLC. Мариана Томе (Mariana Tome), Лоуренс Импи (Lawrence Impey) и Антония Георгиева (Antoniya Georgieva) из Оксфордского университета сообщили, что являются соучредителями Safer Birth Ltd. Арис Т. Папагеоргиу (Aris T. Papageorghiou), также из Оксфордского университета, сообщил, что является старшим научным консультантом Intelligent Ultrasound Ltd. Все остальные авторы заявили об отсутствии соответствующих конфликтов интересов.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
