Smartphone erkennt Kindsbewegungen zuverlässiger als die Mutter

Kindsbewegungen könnten sich künftig auch mithilfe eines Smartphones erfassen lassen. Eine prospektive Studie untersuchte, ob Audioaufnahmen vom mütterlichen Abdomen Bewegungen des Fötus erkennen können. Dabei erwies sich die Methode als genauer als die subjektive Wahrnehmung der Schwangeren.

In die Studie, die in „Obstetrics and Gynecology“ veröffentlicht wurde, wurden insgesamt 136 Teilnehmerinnen eingeschlossen. 30 Frauen wurden longitudinal untersucht, 106 nahmen nur an einem Untersuchungstermin teil. Die Audioaufnahmen wurden vorverarbeitet, um Störgeräusche zu reduzieren, das Signal in Zeitfenster zu unterteilen und in einsekündige Audiosegmente aufzuteilen. Anschließend wurden die akustischen Merkmale dieser Segmente als sogenannte Mel-Frequency Cepstral Coefficients (MFCCs) dargestellt.

Gestationsalter und BMI beeinflussen akustische Merkmale

Die Forschenden untersuchten ausgewählte MFCCs getrennt nach den Aufzeichnungen der Studienkohorte und den verschiedenen Arten von Kindsbewegungen. Dabei zeigten sich nichtlineare Zusammenhänge zwischen bestimmten akustischen Merkmalen und dem Gestationsalter sowie dem mütterlichen Body-Mass-Index (BMI) (jeweils adjustiertes p<0,001). Diese Faktoren wurden bei der weiteren Entwicklung des Algorithmus berücksichtigt.

Als Referenzstandard für die Erkennung der Kindsbewegungen dienten die Ultraschallaufnahmen. Die Genauigkeit des Modells wurde zunächst für das Vorliegen oder Fehlen jeglicher fetaler Bewegung anhand der Fläche unter der ROC-Kurve (AUROC) bestimmt. Für differenziertere Bewegungsmuster wie grobe Bewegungen, Atembewegungen und Schluckauf wurden Macro-F1-Scores verwendet.

Hohe Genauigkeit bei der Erkennung von Kindsbewegungen

Im finalen Modell, das Gestationsalter und mütterlichen BMI berücksichtigte, konnten Kindsbewegungen anhand der Smartphone-Aufnahmen mit hoher Genauigkeit erkannt werden. Die Unterscheidung zwischen dem Vorliegen und dem Fehlen jeglicher fetaler Bewegung erreichte eine AUROC von 0,886 (95%-KI 0,883–0,888).

Grobe Kindsbewegungen wurden mit einer Genauigkeit von 64,0 Prozent erkannt (95%-KI 63,1–66,7). Die mütterliche Wahrnehmung erreichte dabei 18,0 Prozent.

Atembewegungen und Schluckauf ebenfalls erfassbar

Für fetale Atembewegungen lag die Genauigkeit der Audioaufnahmen bei 93,0 Prozent (95%-KI 92,0–94,2), verglichen mit 3,0 Prozent bei der mütterlichen Wahrnehmung. Fetaler Schluckauf wurde mit einer Genauigkeit von 73,0 Prozent erkannt (95%-KI 68,2–76,2), während die mütterliche Wahrnehmung eine Genauigkeit von 32,0 Prozent erreichte.

Isolierte Bewegungen des Rumpfs und der Gliedmaßen wurden jeweils mit einem einzelnen Zeitstempel erfasst. Kontinuierliche oder wiederholte grobe Bewegungen wurden dagegen über die gesamte Dauer der jeweiligen Aktivität annotiert.

Die Autoren schlussfolgern, dass sich mithilfe von Smartphone-Audioaufnahmen grobe Kindsbewegungen sowie sonografisch beobachtete fetale Atembewegungen und Schluckauf erkennen lassen. Die Audio-basierte Beurteilung zeigte dabei höhere Genauigkeitswerte als die mütterliche Wahrnehmung.

(lj/BIERMANN)