Elk jaar, bijna 15 miljoen baby's worden te vroeg geboren en moeten worden verzorgd op neonatale intensive care-afdelingen (NICU's). Moderne NICU's hebben een grote sprong voorwaarts gemaakt op het gebied van geïmplementeerde technologieën. Nog, er moet nog veel gebeuren op het gebied van veiligheid, betrouwbaarheid, en het comfort van de bewakingssystemen. Rohan Joshi, doctoraat kandidaat aan de Technische Universiteit Eindhoven, ontwikkeld in nauwe samenwerking met Máxima MC-algoritmen om het grote aantal alarmen op NICU's beter te prioriteren. Ook, hij ontwierp algoritmen die de voordelen van huid-huidcontact tussen premature baby's en hun ouders kunnen volgen. als laatste, hij implementeerde een contactloze sensor die de ademhaling en beweging van premature baby's kan volgen en het risico op ernstige infecties kan voorspellen. Joshi verdedigt zijn Ph.D. proefschrift op 30 augustus.

Premature baby's zijn speciale patiënten met unieke behoeften. Sommige baby's kunnen al na zes maanden zwangerschap worden geboren, slechts 500 gram wegen en ernstig onderontwikkelde organen hebben. Deze baby's brengen enkele weken of zelfs maanden door op neonatale intensive care-afdelingen (NICU's), in couveuses in een thermo-gereguleerde omgeving. Binnen de incubators, ventilatoren ondersteunen de onvolgroeide longen, terwijl de ademhalingsfrequentie, samen met andere vitale functies, wordt continu gecontroleerd, zodat clinici in geval van nood onmiddellijk kunnen worden gewaarschuwd.

Het huilende wolf-effect

Moderne NICU's kunnen dagelijks enkele honderden alarmen genereren. De overgrote meerderheid van deze alarmen vereist geen klinische actie, resulterend in het zogenaamde fenomeen 'alarmmoeheid'. Alarmmoeheid, net als het huilende wolf-effect, kan het reactievermogen van clinici op mogelijk belangrijke alarmen verminderen en de veiligheid van baby's in gevaar brengen.

Rohan Joshi, onder begeleiding van prof. Loe Feijs en onderscheiden prof. Sabine van Huffel, verschillende strategieën ontwikkeld om het enorme aantal alarmen dat in NICU's wordt gegenereerd te verminderen en de resterende alarmen klinisch uitvoerbaar te maken. In nauwe samenwerking met zijn co-promotoren dr. Peter Andriessen en dr.ir. Carola van Pul van Máxima MC in Veldhoven, Joshi analyseerde monitoringsignalen van patiënten en identificeerde via machine learning-algoritmen benaderingen om enerzijds minder ernstige alarmen gerelateerd aan een lage hartslag en lage zuurstofverzadiging te elimineren, terwijl eerdere waarschuwingen voor kritieke alarmen worden gemaakt, op de andere. Dit onderwerp is erg belangrijk omdat Máxima MC gezinsgerichte zorg bevordert, waar een rustige omgeving nodig is voor optimale zorg voor ernstig zieke pasgeborenen. Door het verminderen, beide, het totale aantal alarmen en het klinken van een groot aantal kritieke a

Comfortabele en contactloze bewaking

Het bewaken van vitale functies in NICU's is niet altijd comfortabel voor baby's. Bijvoorbeeld, monitoring van de ademhalingsfrequentie vereist de bevestiging van zelfklevende elektroden op hun gevoelige huid. Om het comfort van baby's te verbeteren, Joshi ontwierp een alternatief, contactloos controlesysteem, gebaseerd op een filmachtige druksensor die kan worden ingebed in de matras van de couveuse. Om de sensor te testen, Joshi zette een klinische studie op bij Maxima MC, onder supervisie van dr. Andriessen en dr. van Pul. Uit het onderzoek bleek dat de sensor even betrouwbaar is als standaardelektroden bij het bewaken van de ademhalingsfrequentie van premature baby's. Ook, in tegenstelling tot standaard elektroden, deze sensor zou kunnen worden gebruikt om pathologisch gebrek aan beweging te controleren, die kan fungeren als een vroeg waarschuwingssignaal voor levensbedreigende infecties (sepsis) of bij het opsporen van het type apneu dat vaak wordt gezien bij vroeggeboorte. Een dergelijke vroege detectie van sepsis is essentieel voor snelle interventie via antibiotische therapie en kan het leven redden van baby's die risico lopen. Ook, onderscheid maken tussen centrale apneu en obstructieve apneu is nuttig bij het kiezen van de juiste therapeutische strategie.

Het belang van een band tussen ouder en baby

Daten, weinig technologische interventies overtreffen de therapeutische voordelen van een band tussen baby's en hun ouders. Onderzoekers van Maxima MC hebben eerder aangetoond dat ouder-babybinding effectief is bij, om er een paar te noemen, het risico op ziekenhuisinfecties verminderen, borstvoeding en gewichtstoename te vergemakkelijken. In moderne NICU's, ouder-babybinding wordt aangemoedigd via de praktijk van Kangaroo Care, een techniek waarbij de baby gedurende langere tijd borst-aan-borst en huid-op-huid met een ouder wordt vastgehouden. "Hoewel Kangaroo Care is erkend als een belangrijke therapeutische interventie, " legt Joshi uit, "Tot nu toe was het niet mogelijk om de voordelen voor premature baby's precies te kwantificeren en te visualiseren." Joshi overwon deze beperking door de hartslag te bewaken van premature baby's die aan Kangaroo Care werden onderworpen in plaats van in een couveuse. Joshi:"Premature baby's hebben een hoge hartslag, die wordt afgewisseld met ernstige pathologische vertragingen. Dat hebben we aangetoond, wanneer baby's Kangaroo Care krijgen, de ernst van deze vertragingen wordt met een derde verminderd. Dit gebeurt omdat baby's mede worden gereguleerd door de lichamen van hun ouders." Voor Joshi, deze real-time visualisatie van de voordelen van Kangaroo Care is 'zeer krachtig' in het motiveren van ouders om het te oefenen en clinici om het te faciliteren.

Dit onderzoek laat zien hoe datagestuurde oplossingen en algoritmen op basis van machine learning de klinische besluitvorming kunnen optimaliseren en de workflow in NICU's kunnen verbeteren. De door Joshi ontwikkelde contactloze bewakingsoplossing opent nieuwe manieren voor betrouwbare bewaking die zowel comfortabel is voor premature baby's als een bron van nieuwe fysiologische informatie. als laatste, dit onderzoek levert kwantitatief en zichtbaar bewijs van de voordelen van ouder-babybinding.