Automatisiertes BUrn-Diagnosesystem für das Gesundheitswesen (AMBUSH) (AMBUSH)

Verbrennungen gelten als eine der komplexesten traumatischen Verletzungen. In den Vereinigten Staaten (USA) werden jedes Jahr etwa 1,25 Millionen Menschen wegen Verbrennungen behandelt, und 40.000 werden wegen der Behandlung dieser Verletzungen ins Krankenhaus eingeliefert, was zu hohen medizinischen Kosten von etwa 7,9 Milliarden US-Dollar pro Jahr führt. Eine frühzeitige und genaue Behandlung von Verbrennungen ist von entscheidender Bedeutung, um Infektionen vorzubeugen und die möglichen Ergebnisse für den Patienten zu verbessern und die Sterblichkeitsrate um etwa 36 % zu senken. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, Verbrennungen Vorrang einzuräumen, deren Heilung einen chirurgischen Eingriff erfordert, d. h. Verbrennungsentfernung und Hauttransplantation kritisch. Dies stellt eine anspruchsvolle Aufgabe dar, da es sich dabei um die Bestimmung der Verbrennungstiefe handelt, bei der erfahrene Verbrennungschirurgen eine Genauigkeit von 67–76 % erreichen, während der Wert bei unerfahrenen Chirurgen auf 50 % sinkt. Die Beurteilung der Verbrennungstiefe ist einer der wichtigsten Aspekte der Verbrennungsversorgung. Es ist ein Prädiktor für pathologische Narbenbildung, die bei 30–91 % der Verbrennungsverletzungen auftritt. Es handelt sich jedoch weiterhin um eine offene klinische Herausforderung, für die noch keine genaue Lösung gefunden werden muss. Verbrennungen werden in drei verschiedene Kategorien eingeteilt: oberflächliche Verbrennungen, die nur die Epidermis betreffen; Teilweise Verbrennungen, die Epidermis und Dermis betreffen; und Verbrennungen in voller Dicke, die tiefe Strukturen wie Unterhaut, Muskeln und Knochen umfassen. Es wird erwartet, dass die ersten beiden 14 bis 21 Tage nach der Verbrennungsverletzung ohne Narbenbildung abheilen, während die letzte unter Narbenbildung abheilt, was für den Patienten zu erheblichen Morbiditäten wie Schmerzen, Verlust der Gelenkbeweglichkeit, Funktionsverlust und sozialer Isolation führt . Aus diesem Grund werden Verbrennungen in voller Dicke herausgeschnitten und freiliegende Körperteile mit Hauttransplantaten abgedeckt, um weitere Komplikationen mit Narbenbildung zu verhindern. Derzeit wird die Verbrennungstiefe durch klinische Beurteilung auf der Grundlage des Aussehens, des Erschlaffens bei Druck, des Gefühls bei Nadelstichen usw. bestimmt Blutung bei Nadelstich. Dieser visuelle und taktile Inspektionsansatz führt zu einer Variabilität zwischen den Probanden, insbesondere wenn es sich um Verbrennungen teilweiser Dicke handelt. Eine Überschätzung der Verbrennungstiefe führt zu unnötigen chirurgischen Eingriffen, bei denen lebensfähige Haut entfernt und durch Hauttransplantate ersetzt wird, die anders aussehen als die umgebende Haut. Diese Transplantate sind weniger biegsam, da sie nicht in der Lage sind, zur Wärmeregulierung zu schwitzen, während eine Unterschätzung zu chirurgischen Verzögerungen, langen Krankenhausaufenthalten, hohen Behandlungskosten, Narbenbildung und schlechten funktionellen und ästhetischen Ergebnissen führt. Dieses Problem wird durch ein Phänomen namens „Burn Conversion“ verschärft, das noch nicht vollständig verstanden ist und normalerweise weder im Bewertungsprozess noch in den Technologien zur klinischen Entscheidungsunterstützung berücksichtigt wird. Eine Verbrennungsverletzung ist ein dynamischer Prozess. Je länger die Interventionsverzögerung dauert, desto häufiger bildet sich Narbengewebe und desto wahrscheinlicher ist es, dass der Patient eine Deformation mit Verlust der Beweglichkeit und Funktion erleidet. Daher ist die frühzeitige Vorhersage der Umwandlung einer Verbrennung von entscheidender Bedeutung für die chirurgische Entscheidungsfindung und die Nachsorge einer Verbrennung. Zur Unterstützung der klinischen Beurteilung wurden mehrere nicht-invasive lichtbasierte Bildgebungstechnologien entwickelt, die derzeit die gebräuchlichste Technik zur Beurteilung der Verbrennungstiefe sind. Sie basieren auf der bestehenden Korrelation zwischen Blutperfusion, funktionellen Blutgefäßen und Verbrennungstiefe. Allerdings ist die Laser-Doppler-Bildgebung (LDI) die einzige von der FDA zugelassene Methode. Es ist die am weitesten verbreitete nicht-invasive Technologie in Einrichtungen zur Behandlung von Verbrennungen in den USA, wird jedoch nur in 6 % dieser Einrichtungen als bevorzugte Methode eingesetzt. Angesichts der vielen Einschränkungen dieser Technologie ist dies nicht unerwartet. Es verwendet Licht-/optische Prinzipien, um den aktiven Blutfluss im geschädigten Gewebe des Patienten zu erkennen. Die Ergebnisse können durch die Krümmung des Gewebes, Umgebungslicht und -temperatur, Bewegungsartefakte, topische Wundauflagen, nicht debridiertes Gewebe usw. stark verändert werden. Hautfarbe, Pigmente von Tätowierungen und Blasen. Darüber hinaus ist die LDI-Leistung schlecht, wenn Verbrennungsverletzungen weniger als 24 Stunden alt sind, und kann für unerfahrene Benutzer schwierig zu interpretieren sein. Um die Einschränkungen lichtbasierter Technologien zu überwinden, werden die Forscher neuartige Techniken in der künstlichen Intelligenz (KI), Computer Vision, mit von der FDA zugelassenem harmonischem B-Modus-Ultraschall (HUSD B-Modus) und harmonischer Ultraschall-Gewebedoppler-Elastographie-Bildgebung (TDI) integrieren. , medizinisches Fachwissen in den Bereichen Wundversorgung, Gewebeverletzungsmanagement und Verbrennungschirurgie. Dies erhöht die Genauigkeit der Verbrennungsbeurteilung und verbessert die Prognose des Patienten.