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Computational framework to assess brain maturation in small vulnerable newborns, from womb to cot

Projektbeschreibung

Die Versorgung verletzlicher Neugeborener voranbringen

Einer von vier Säuglingen weltweit kommt zu früh oder zu klein auf die Welt, was oftmals auf eine Fehlernährung oder Infektionen seitens der Mutter zurückzuführen ist. Diese kleinen, verletzlichen Neugeborenen sind einem hohen Risiko für eine beeinträchtigte Gehirnentwicklung ausgesetzt, das lebenslange Auswirkungen nach sich ziehen kann. Das ERC-finanzierte Projekt WOMB2COT nutzt Ultraschall, tiefes Lernen und computergestützte Neuroanatomie, um das Hirnwachstum von Neugeborenen in noch nie dagewesener Detailgenauigkeit zu verfolgen. Anhand von Scans aus Neugeborenen-Intensivstationen wird das Projekt die Entwicklung des Gehirns im Vergleich zum erwarteten Wachstum im Mutterleib verfolgen, Bildgebungsartefakte reduzieren und das Gehirn mit hoher Präzision messen. WOMB2COT wurde für den erschwinglichen ambulanten Einsatz entwickelt und zielt darauf ab, die Diagnose und Versorgung an der Stelle zu verbessern, an der Neugeborene den größten Risiken ausgesetzt sind.

Ziel

Over 25% of infants worldwide are born too soon and/or too small due to adverse exposures during pregnancy, such as maternal malnutrition and infections. Such exposures can also disrupt the maturation of the fetal brain, which is rapidly developing during pregnancy and the first year of life. Hence, these small vulnerable newborns (SVNs), if they survive, are at high risk of poor neurodevelopmental outcomes in later life.

Monitoring anatomical growth is key to optimising and determining SVN care pathways, especially in the first days after birth. Ultrasound (US) enables non-invasive imaging of fetal and neonatal brain anatomy, but growth assessments are based on coarse metrics (e.g. head circumference), with pre- and post-birth measurements rarely integrated.

WOMB2COT will tackle these hurdles with a technically ambitious programme that combines US imaging with deep learning (DL) and computational neuroanatomy. We will develop advanced DL-based US image analysis techniques, including neural radiance fields, image registration, and domain adaptation, to quantify brain development in the most vulnerable preterm infants compared to their expected in utero growth trajectory. This approach will utilise longitudinal cUS scans collected in neonatal intensive care units (NICUs), offering a more detailed, objective evaluation of neonatal brain growth and bridging the care gap as these infants transition from intra- to extra-uterine life.

We aim to reduce US imaging artefacts (e.g. acoustic shadows) and enhance structural specificity to sub-millimetre resolution to extract brain morphometrics (BMs), surpassing coarse and qualitative assessments. Building on our population atlas of healthy brain maturation (Nature 2023) and advanced computational tools, we will compare SVN growth with age-matched healthy fetuses. To maximise its diagnostic utility, WOMB2COT will be developed for low-cost, point-of-care US equipment, benefiting regions with the highest SVN burden.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

THE CHANCELLOR, MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF OXFORD
Netto-EU-Beitrag
€ 1 499 990,00
Adresse
WELLINGTON SQUARE UNIVERSITY OFFICES
OX1 2JD Oxford
Vereinigtes Königreich
Region
South East (England) Berkshire, Buckinghamshire and Oxfordshire Oxfordshire
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 499 990,00

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