19 NOVEMBER 2021 Methode om apneu op afstand te monitoren maakt het te vroeg geboren baby's gemakkelijker.

1
Bron: www.medicalxpress.com, vertaald met DeepL Translate.


Testen van de thermische camera's in Máxima MC. Credit: Technische Universiteit Eindhoven

Apneu, een plotselinge onderbreking van de ademhalingsstroom, treft zowel volwassenen als kinderen. Vooral premature baby's, wier ademhalingsstelsel nog niet volledig is ontwikkeld, hebben er last van. In samenwerking met het Máxima Medisch Centrum en Philips heeft TU/e-onderzoeker Ilde Lorato een nieuwe methode ontwikkeld om apneu te monitoren zonder onnodige schade aan te richten bij de betrokken baby's, zoals huidbeschadiging. De nieuwe aanpak maakt gebruik van thermische camera's, beeldverwerkingssoftware en zelfs een slimme fopspeen. Lorato verdedigt haar promotieonderzoek op vrijdag 19 november.

Apneu, een ademhalingsstoornis waarbij de ademhaling gedurende ten minste 10 seconden wordt onderbroken, is een veelvoorkomend probleem bij volwassenen tijdens de slaap. Apneu komt echter ook bij kinderen voor. Bijna alle premature baby's jonger dan 30 weken of met een geboortegewicht van minder dan één kilogram hebben er last van.

"Apneu bij premature baby's kan ernstige problemen veroorzaken, vooral als het langer dan 20 seconden duurt", zegt Ilde Lorato, onderzoeker in de groep Elektronische Systemen bij de afdeling Elektrotechniek.

Peter Andriessen, neonatoloog in het Máxima Medisch Centrum (MMC), vult aan: "Apneu van prematuriteit is in verband gebracht met gezondheidsproblemen op latere leeftijd, waaronder een slechte neurologische ontwikkeling en hersenverlamming. Het is daarom van vitaal belang dat we deze baby's op een betrouwbare en onopvallende manier kunnen monitoren, zodat we kunnen ingrijpen als dat nodig is."

Apneu bij premature baby's kan worden gestopt door tactiele stimulatie (masseren, aaien, drukken, enz.), of door de getroffen zuigelingen extra zuurstof of cafeïne te geven.

Experimenten in het echte leven

Premature baby's worden verpleegd in neonatale intensive care units (NICU's), waar de ademhaling wordt gevolgd door dezelfde elektroden die de activiteit van het hart meten. "Deze oplossing is echter niet ideaal," zegt Lorato, "omdat ze de gebeurtenissen niet goed detecteert. "

"Bovendien is de huid van premature baby's erg gevoelig en kan die gemakkelijk geïrriteerd of zelfs beschadigd raken door het gebruik van kleefelektroden. Dus zochten we naar alternatieven die minder ongemak veroorzaken voor deze kwetsbare zuigelingen, zoals camera's."

Het gebruik van camera's in een klinische context om de ademhalingsstroom en de bewegingen te monitoren is echter niet triviaal, vooral als de patiënten 's nachts moeten worden gemonitord, wanneer er onvoldoende licht is. Baby's hebben ook de neiging veel te bewegen, wat leidt tot ongewenste ruis in de gegevens. En dan is er natuurlijk nog de kwestie van privacy en kosten.

"Het is heel belangrijk om een oplossing te ontwikkelen en te testen in een ziekenhuis. Alleen dan kun je zien of het echt werkt of niet in een complexe omgeving," zegt Lorato. En dat is precies wat de in Italië geboren onderzoeker heeft gedaan.





Methode om apneu op afstand te monitoren maakt het voor premature baby's gemakkelijker

Met behulp van thermische camera's is het nu mogelijk om de ademhalingsfrequentie van te vroeg geboren baby's op een onopvallende manier te meten. Credit: Technische Universiteit Eindhoven

Thermische camera's

Dankzij de samenwerking tussen de TU/e, Philips en het Máxima Medisch Centrum binnen e/MTIC kon ze real-life experimenten uitvoeren op de Neonatal Medium Care Unit van MMC. Daar registreerde ze met drie warmtecamera's met lage resolutie 15 zuigelingen die elk drie uur lang in open bedden werden verzorgd.

"We kozen voor thermische camera's omdat ze in volledige duisternis kunnen werken en zowel de ademhalingsbeweging als de doorstroming kunnen controleren. Door hun lage resolutie zijn ze ook goedkoper en is er minder kans dat ze de privacy van de patiënt schaden," zegt Lorato. "We hebben de infraroodbeelden vervolgens gebruikt om nieuwe beeldverwerkingsalgoritmen te ontwikkelen die mogelijk apneu kunnen detecteren bij premature baby's."

"Onze algoritmes zijn in staat om automatisch pixels te identificeren die gegevens bevatten over de ademhaling. Ze werken zelfs zonder eerst te hoeven zoeken naar de relevante lichaamsdelen of het gezicht, wat bij kleine baby's in een ziekenhuisomgeving en met lage-resolutiebeelden een hele uitdaging kan zijn. Met wat aanpassingen kunnen ze ook worden gebruikt als de baby's bewegen."

Slimme fopspeen

Tijdens haar onderzoek in het ziekenhuis deed Lorato een interessante ontdekking. Ze zag dat de fopspeen waar baby's vaak op zuigen, bewegingen veroorzaakt die lijken op ademhalen. Dit verstoorde natuurlijk haar testresultaten. Daarom kwam zij op het idee om een slimme fopspeen te gebruiken. Het apparaat registreert de zuigbewegingen van de zuigeling, zodat deze gemakkelijk van de ademhaling kunnen worden onderscheiden.

Lorato en MMC zijn blij met de resultaten, omdat ze bewijzen dat goedkope thermische camera's inderdaad kunnen worden gebruikt om zowel de ademhalingsstroom als de beweging bij premature baby's te volgen. Hopelijk kan dit ertoe leiden dat bij sommige baby's de elektroden kunnen worden verwijderd. Haar onderzoek heeft al geleid tot twee octrooiaanvragen (een voor de fopspeen, en een voor het algoritme). Toch is er nog een weg te gaan voordat thermische camera's gemeengoed zullen worden in neonatale intensive care-afdelingen.

Lorato: "De thermische camera's kunnen niet door de couveusewand heen kijken, dus als je baby's in een couveuse wilt monitoren, moet je de camera's in de couveuse plaatsen. Bovendien bevatten onze video's geen natuurlijk voorkomende apneus. We hebben ze moeten simuleren door het beschikbare videomateriaal aan te passen. Er is dus nog wat werk aan de winkel."

Vervolgonderzoek zal plaatsvinden binnen het UMOSA-project van Sander Stuijk, de universitair hoofddocent die Lorato's Ph.D.-project begeleidde. In dit project zal ook gekeken worden naar andere toepassingen van thermische camera monitoring, bijvoorbeeld voor slaapapneu bij volwassenen. In Máxima MC zal een nieuwe promovendus in het PICASSO-project een vervolg geven aan de ontwikkeling van minder opdringerige monitoringtechnologieën voor de premature zuigeling.
Groet RuudJ
Medewerker AV-Kenniscentrum
ADEM BEWUST, WANT HET LEVEN DUURT MAAR KORT.
Bent u al lid van onze Apneuvereniging? €32,50 / Incasso €30,00/Jaar
Word lid en ontvang 4X het Apneu Magazine + 10X het Apneu bulletin per jaar