Tragbares Gerät könnte helfen, Frühgeburten vorherzusagen – Physics World

Tragbares Gerät könnte helfen, Frühgeburten vorherzusagen – Physics World

Zeitstempel: 15. Februar 2024, 4:45 Uhr

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/wearable-device-could-help-predict-preterm-birth-physics-world-3.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/wearable-device-could-help-predict-preterm-birth-physics-world-3.jpg" data-caption="Digitaler Biomarker Die Überwachung der mütterlichen Herzfrequenzvariabilität mit einem nicht-invasiven tragbaren Gerät könnte dabei helfen, das Risiko einer Frühgeburt vorherzusagen. (Mit freundlicher Genehmigung von CC BY 4.0/WHOOP)“> Überwachung der mütterlichen Herzfrequenzvariabilität
Digitaler Biomarker Die Überwachung der mütterlichen Herzfrequenzvariabilität mit einem nicht-invasiven tragbaren Gerät könnte dabei helfen, das Risiko einer Frühgeburt vorherzusagen. (Mit freundlicher Genehmigung von CC BY 4.0/WHOOP)

Eine Frühgeburt – also die Geburt eines Kindes vor der 37. Schwangerschaftswoche – kann zu erheblichen gesundheitlichen und entwicklungsbedingten Problemen führen. Die Erkennung des Risikos einer Frühgeburt könnte Interventionen zur Verzögerung des Wehenbeginns oder Behandlungen zur Verbesserung der Atmungs- und Nervensystemfunktion bei der Geburt ermöglichen. Allerdings lässt sich eine Frühgeburt nur schwer vorhersagen: Es gibt nur wenige Screening-Optionen und solche, die vorhanden sind, werden nur selten genutzt.

Um diese Einschränkungen zu überwinden, haben Forscher von Wearables-Spezialisten gearbeitet WHOOP und West Virginia University haben untersucht, ob die mit dem WHOOP-Gurt gemessene mütterliche Herzfrequenzvariabilität (HRV) einen digitalen Biomarker für Frühgeburten liefern könnte. Der WHOOP-Gurt ist ein kommerzielles tragbares Gerät, das kontinuierlich eine Reihe physiologischer Parameter überwacht, darunter HRV, die Schwankung der Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen.

„Wir haben uns entschieden, die Herzfrequenzvariabilität zu untersuchen, weil sie ein nicht-invasiver und zuverlässiger Indikator für die Aktivität des autonomen Nervensystems ist“, erklärt Emily Capodilupo, Senior Vice President, Datenwissenschaft und Forschung bei WHOOP.

In bisherigen Forschung by Shon Rowan und Kollegen von der West Virginia University zeigten Daten des WHOOP-Bandes, dass die mütterliche HRV während der Schwangerschaft bis etwa zur 33. Schwangerschaftswoche stetig abnahm und ab diesem Zeitpunkt wieder anzusteigen begann. Diese Arbeit umfasste jedoch nur termingerecht entbundene Schwangerschaften.

Die neueste Studie, geleitet von Capodilupo und beschrieben in PLoS ONE, untersuchte sowohl Termin- als auch Frühschwangerschaften. Ziel war es festzustellen, ob die gleichen Trends bei der mütterlichen HRV beobachtet wurden und ob der HRV-Wendepunkt ein Hinweis auf die Zeit bis zur Entbindung oder einfach ein Merkmal des Gestationsalters ist.

Die Studienkohorte umfasste 241 Frauen, die zwischen März 2021 und Oktober 2022 entbunden haben, davon 220 termingerechte und 21 Frühgeburten. Alle Frauen trugen während ihrer Schwangerschaft einen WHOOP-Gurt und zeichneten von der 99.9. Woche bis zur Geburt durchschnittlich 19.3 (±24) Tage Daten auf. Für jeden Teilnehmer ermittelten die Forscher tägliche HRV-Werte, indem sie die Messungen, die über die Nacht hinweg in 30-Sekunden-Intervallen durchgeführt wurden, gemittelt haben. Anschließend analysierten sie wöchentliche Durchschnittswerte, um Trends im Zeitverlauf zu erfassen und Veränderungen der HRV im Verhältnis zum endgültigen Entbindungstermin zu bewerten.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/15-02-24-preterm-birth-fig3.jpg" data-caption="Trends verfolgen Beispiel, das die mittlere mütterliche HRV nach Wochen bis zur Geburt für Frühschwangerschaften zeigt, die an ein lineares Spline-Modell angepasst sind. (Mit freundlicher Genehmigung von CC BY 4.0/PLoS ONE 10.1371/journal.pone.0295899)“ title=“Klicken, um Bild im Popup zu öffnen“ href=“https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/15-02-24-preterm-birth- fig3.jpg“>Mittlere mütterliche Herzfrequenzvariabilität in Wochen bis zur Geburt
Trends verfolgen Beispiel, das die mittlere mütterliche HRV nach Wochen bis zur Geburt für Frühschwangerschaften zeigt, die an ein lineares Spline-Modell angepasst sind. (Mit freundlicher Genehmigung von CC BY 4.0/PLoS ONE 10.1371/journal.pone.0295899)

Nach der Aufteilung der Probanden in Frühgeborenen- und Reifgeborenengruppen analysierten sie die durchschnittlichen wöchentlichen HRV-Daten mithilfe von zwei Spline-Modellen mit gemischten Effekten: Das erste bezog die HRV auf das Gestationsalter (von der 24. Woche bis zum gemeldeten Geburtsdatum); und der zweite bezieht sich auf die HRV in Bezug auf die Wochen bis zur Geburt (vom Geburtsdatum rückwärts bis zur 24. Woche). Die Daten für jede Gruppe wurden entweder in der 33. Schwangerschaftswoche oder sieben Wochen nach der Geburt für das erste bzw. zweite Modell an ein lineares Spline-Modell mit einem Knoten (dem Wendepunkt zwischen zwei linearen Anpassungen) angepasst.

Während HRV-Trends sowohl mit dem Gestationsalter als auch mit den Wochen bis zur Geburt verbunden waren, stellten die Forscher fest, dass die mütterliche HRV-Flexion sowohl bei termingerechten als auch bei Frühschwangerschaften stärker mit den Wochen bis zur Geburt korrelierte. Sie schlagen vor, dass die Überwachung von Veränderungen der nächtlichen mütterlichen HRV dazu beitragen könnte, ein erhöhtes Risiko einer Frühgeburt zu erkennen, was auf die Notwendigkeit weiterer Tests und gegebenenfalls medizinischer Eingriffe hinweist.

„Unsere Studie ergab, dass sich die mütterlichen HRV-Trends sieben Wochen vor der Entbindung umkehrten, was bedeutet, dass die Überwachung dieser Umkehrung möglicherweise einen frühen Hinweis auf einen wahrscheinlichen Entbindungstermin liefern könnte“, sagt Capodilupo.

Die kontinuierliche Überwachung mithilfe eines nicht-invasiven tragbaren Geräts könnte sich als besonders wichtig für schwangere Frauen in medizinisch unterversorgten Gebieten erweisen, in denen Frühgeburten vergleichsweise schlechtere Ergebnisse haben. Die Kenntnis des voraussichtlichen Entbindungstermins kann Frauen dabei helfen, rechtzeitig Zugang zu einer ordnungsgemäß ausgestatteten Entbindungseinrichtung zu erhalten.

Die Forscher stellen jedoch fest, dass der aktuelle Datensatz für Vorhersagen auf individueller Ebene nicht ausreicht, da die Datenanalyse anhand von Durchschnittswerten von Frauen in jeder Gruppe durchgeführt wurde. „Während [unsere Ergebnisse] Erkenntnisse auf Gruppenebene liefern, wären weitere Untersuchungen mit einem größeren Datensatz erforderlich, um den Nutzen der Beobachtung eines Wendepunkts individuell zu beurteilen“, erklärt Capodilupo.

Vor diesem Hintergrund führt das Team nun eine umfassendere Untersuchung zum Wert der HRV für die Vorhersage von Frühgeburten durch. „Diese Studie legt nahe, dass weitere Forschung erforderlich ist, um dieses Phänomen auf individueller Ebene besser zu verstehen und herauszufinden, inwieweit der Zeitpunkt eines Wendepunkts in den mütterlichen Vitalfunktionen eine zukünftige Frühgeburt vorhersagt“, sagt Capodilupo Physik-Welt.

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