SWAVE 2.0 Imaging of Placental Elasticity and Viscosity: Potential Biomarkers for Placenta-Mediated Disease Detection
Notice bibliographique
Résumé
Pregnancy complications such as pre-eclampsia (PE) and intrauterine growth restriction (IUGR) are associated with structural and functional changes in the placenta. Different elastography techniques with an ability to assess the mechanical properties of tissue can identify and monitor the pathological state of the placenta. Currently available elastography techniques have been used with promising results to detect placenta abnormalities; however, limitations include inadequate measurement depth and safety concerns from high negative pressure pulses. Previously, we described a shear wave absolute vibro-elastography (SWAVE) method by applying external low-frequency mechanical vibrations to generate shear waves and studied 61 post-delivery clinically normal placentas to explore the feasibility of SWAVE for placental assessment and establish a measurement baseline. This next phase of the study, namely, SWAVE 2.0, improves the previous system and elasticity reconstruction by incorporating a multi-frequency acquisition system and using a 3-D local frequency estimation (LFE) method. Compared with its 2-D counterpart, the proposed system using 3-D LFE was found to reduce the bias and variance in elasticity measurements in tissue-mimicking phantoms. In the aim of investigating the potential of improved SWAVE 2.0 measurements to identify placental abnormalities, we studied 46 post-delivery placentas, including 26 diseased (16 IUGR and 10 PE) and 20 normal control placentas. By use of a 3.33-MHz motorized curved-array transducer, multi-frequency (80,100 and 120 Hz) elasticity measures were obtained with 3-D LFE, and both IUGR (15.30 ± 2.96 kPa, p = 3.35 e –5 ) and PE (12.33 ± 4.88 kPa, p = 0.017) placentas were found to be significantly stiffer compared with the control placentas (8.32 ± 3.67 kPa). A linear discriminant analysis (LDA) classifier was able to classify between healthy and diseased placentas with a sensitivity, specificity and accuracy of 87%, 78% and 83% and an area under the receiver operating curve of 0.90 (95% confidence interval: 0.8–0.99). Further, the pregnancy outcome in terms of neonatal intensive care unit admission was predicted with a sensitivity, specificity and accuracy of 70%, 71%, 71%, respectively, and area under the receiver operating curve of 0.78 (confidence interval: 0.62–0.93). A viscoelastic characterization of placentas using a fractional rheological model revealed that the viscosity measures in terms of viscosity parameter n were significantly higher in IUGR (2.3 ± 0.21) and PE (2.11 ± 0.52) placentas than in normal placentas (1.45 ± 0.65). This work illustrates the potential relevance of elasticity and viscosity imaging using SWAVE 2.0 as a non-invasive technology for detection of placental abnormalities and the prediction of pregnancy outcomes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».