ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ
ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΔΙΠΛΩΜΑ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΣΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ (ΠΡΟΜΕΣΙΠ) ΤΩΝ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗΣ,
ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ – ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΣ
ΣΠΥΡΙΔΟΥ Κ. ΚΥΡΙΑΚΗΣ
ΙΑΤΡΟΥ
ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΘΕΜΑ
ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΗΜΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΠΡΟΗΓΜΕΝΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ
ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΟΣ ΣΤΟΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ
ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: κ. ΧΑΤΖΗΛΕΟΝΤΙΑΔΗΣ ΛΕΟΝΤΙΟΣ
ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ
ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2006
Στις εγκύους, που βαστάζουν τη ζωή μέσα τους
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ
ΠΡΟΛΟΓΟΣ...6
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΩΝ...8
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ-ΣΧΗΜΑΤΩΝ...9
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ...14
ΕΙΣΑΓΩΓΗ...15
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1:...16
ΦΥΣΙΟΠΑΘΟΛΟΓΙΑ ΕΜΒΡΥΪΚΗΣ ΚΑΡΔΙΑΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ – ΣΥΣΤΑΛΤΟΤΗΤΑΣ ΜΥΟΜΗΤΡΙΟΥ...16
1.1 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΕΜΒΡΥΪΚΗΣ ΚΑΡΔΙΑΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ...16
1.2 ΣΥΣΤΑΛΤΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΜΥΟΜΗΤΡΙΟΥ: ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑ...17
1.3 ΕΜΒΡΥΪΚΗ ΑΣΦΥΞΙΑ...20
1.4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΙΑ...21
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2:...23
ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΟΥ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΗΜΑΤΟΣ...23
2.1 ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΟΥ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΗΜΑΤΟΣ ΠΡΟ ΚΑΙ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΤΟΚΕΤΟΥ...23
2.1.1 ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΟΥ ΕΜΒΡΥΟΥ ΠΡΙΝ ΑΠΟ ΤΟΝ ΤΟΚΕΤΟ ...23
2.1.2 ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΟΥ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΗΜΑΤΟΣ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΤΟΚΕΤΟΥ...26
2.1.2.1 Βασικός εμβρυϊκός καρδιακός ρυθμός (ΕΚΡ) ...27
2.1.2.1α Εμβρυϊκή ταχυκαρδία...28
2.1.2.1β Εμβρυϊκή βραδυκαρδία...29
2.1.2.1γ Εμβρυϊκή αρρυθμία...30
2.1.2.2 Μεταβλητότητα της εμβρυϊκής καρδιακής συχνότητας...31
2.1.2.2α Αυξημένη μεταβλητότητα...33
2.1.2.2β Ελαττωμένη μεταβλητότητα...33
2.1.2.2γ Ημιτονοειδής /κυματοειδής μορφή ΕΚΡ (Sinusoidal pattern)35 2.1.2.3 Παροδικές αλλοιώσεις του ΕΚΡ (Επιταχύνσεις και Επιβραδύνσεις) ...37
2.1.2.3α Πρώιμες επιβραδύνσεις...39
2.1.2.3β Όψιμες επιβραδύνσεις...40
2.1.2.3γ Μεταβλητές επιβραδύνσεις...42
2.1.2.3δ Παρατεινόμενες επιβραδύνσεις...47
2.2 Κατάταξη των μορφών του ΕΚΡ...48
2.2.1 ΚΤΓ πριν τον τοκετό (Non-stress test (NST))...48
2.2.1α Φυσιολογικό/ καθησυχαστικό...49
2.2.1β Ύποπτο/ αμφίβολο...49
2.2.1γ Παθολογικό/ μη φυσιολογικό...49
2.2.2 ΚΤΓ κατά τον τοκετό...50
2.2.2α Φυσιολογική μορφή...50
2.2.2β Ύποπτη μορφή...50
2.2.2γ Παθολογική μορφή...51
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3:...54
ΚΡΙΤΙΚΗ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΙΑΣ...54
3.1 ΚΡΙΤΙΚΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΙΑΣ...54
3.2 ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΣΤΟ ΔΙΛΗΜΜΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗς ΤΟΥ ΕΚΡ...61
3.2.1 Τυποποίηση (Standardization) της ερμηνείας. ...61
3.2.2 Τυποποίηση (Standardization) της αντιμετώπισης. ...62
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4:...64
ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ...64
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5:...84
ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΚΥΜΑΤΙΔΙΩΝ (WAVELETS) ΣΤΗΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ...84
5.1 ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ...84
5.2 ΒΡΑΧΥΧΡΟΝΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER (SHORT TIME FOURIER TRANSFORM (STFT)) – ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΚΥΜΑΤΙΔΙΩΝ (WAVELET TRANSFORM (WT)) ...87
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6:...96
ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ- ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ...96
6.1 ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ...96
6.2 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ...99
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ...103
7.1 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΥΗΣΕΩΝ...103
7.1.1 ΚΑΤΑΓΡΑΦΕΣ ΠΡΟ ΤΟΚΕΤΟΥ...103
7.1.1.1 Πεδίο χρόνου...103
7.1.1.2 Πεδίο συχνότητας...109
7.1.1.3 Πεδίο κυματιδίων...111
7.1.2 ΚΑΤΑΓΡΑΦΕΣ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΤΟΚΕΤΟΥ...119
7.1.2.1 Πεδίο χρόνου...119
7.1.2.2 Πεδίο συχνότητας...127
7.1.2.3 Πεδίο κυματιδίων...129
7.2 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΔΙΑΔΟΧΙΚΩΝ ΣΤΑΔΙΩΝ ΤΟΚΕΤΟΥ ΓΙΑ ΤΙΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΚΑΙ ΤΙΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΕΣ ΚΥΗΣΕΙΣ ΧΩΡΙΣΤΑ...140
7.2.1 Πεδίο χρόνου...140
7.2.2 Πεδίο συχνότητας...151
7.2.3 Πεδίο κυματιδίων...155
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8: ΣΥΖΗΤΗΣΗ - ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...160
8.1 ΣΥΖΗΤΗΣΗ – ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...160
8.1.1 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΡΟ ΤΟΥ ΤΟΚΕΤΟΥ...160
8.1.2 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΤΟΚΕΤΟΥ ...162
8.1.3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΣΤΑΔΙΩΝ ΤΟΥ ΤΟΚΕΤΟΥ...164
8.2 ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΜΒΟΛΗΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΤΗΝ ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΟΥ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΗΜΑΤΟΣ – ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ..166
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...167
ΠΡΟΛΟΓΟΣ
Η διπλωματική αυτή εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών Ιατρικής Πληροφορικής (ΠΡΟΜΕΣΙΠ) της Ιατρικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (Α.Π.Θ.) κατά το χρονικό διάστημα 2005 – 2006 με τίτλο «Μελέτη του καρδιοτοκογραφήματος με τη χρήση προηγμένων μεθόδων επεξεργασίας σήματος στον Ηλεκτρονικό Υπολογιστή».
Εύχομαι η πρόκληση ενδιαφέροντος για τη μελλοντική συνέχισή της προς όφελος των αγέννητων συνανθρώπων μας και των μητέρων τους να αποτελεί την κυριότερη συμβολή της στην επιστημονική κοινότητα.
Η εργασία αυτή δε θα τελείωνε χωρίς τη συμβολή ορισμένων προσώπων, τα οποία αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω και από τη θέση αυτή.
Ευχαριστώ τον Επίκουρο Καθηγητή του Τμήματος των Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Α.Π.Θ., κ.
Χατζηλεοντιάδη Λεόντιο, ο οποίος ως επιβλέπων καθηγητής της εργασίας κατήυθυνε συνολικά την ερευνητική δραστηριότητα και συνέβαλε τα μέγιστα με τις υποδείξεις του στην αντιμετώπιση κάθε δυσκολίας.
Ευχαριστώ τον Καθηγητή της Μαιευτικής – Γυναικολογίας του Α.Π.Θ. και Διευθυντή της Α’ Μαιευτικής – Γυναικολογικής Κλινικής του Νοσοκομείου Θεσσαλονίκης «Παπαγεωργίου», κ. Μπόντη Ιωάννη, για τη χορήγηση της άδειας για την πρόσβαση στα αρχεία των ασθενών της Α’ Μαιευτικής – Γυναικολογικής Κλινικής, προκειμένου να καταστεί δυνατή η συλλογή των δειγμάτων των καρδιοτοκογραφημάτων από τις ασθενείς που συμμετείχαν στην έρευνα.
Ευχαριστώ τον Καθηγητή Μαιευτικής – Γυναικολογίας του Α.Π.Θ., κ.
Αγοραστό Θεόδωρο και τον Αναπληρωτή Καθηγητή Μαιευτικής – Γυναικολογίας του Α.Π.Θ., κ. Τζεβελέκη Φίλιππο, ιατρούς της Α’ Μαιευτικής – Γυναικολογικής Κλινικής του Νοσοκομείου Θεσσαλονίκης «Παπαγεωργίου», για τη συμπαράστασή τους και τη συμβολή τους στη συλλογή των προς μελέτη δειγμάτων.
Ευχαριστώ το ιατρικό και νοσηλευτικό προσωπικό της Α’ Μαιευτικής – Γυναικολογικής Κλινικής του Νοσοκομείου «Παπαγεωργίου» για τη δημιουργία φιλικού κλίματος συνεργασίας.
Ευχαριστώ τα μέλη του Εργαστηρίου Επεξεργασίας Σήματος και Βιοϊατρικής Τεχνολογίας του Τομέα Τηλεπικοινωνιών του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών
και Μηχανικών Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Α.Π.Θ. για τη βοήθειά τους για την εκπόνηση αυτής της εργασίας.
Ευχαριστώ την Τριμελή Εξεταστική Επιτροπή που αποτελείται από τον Καθηγητή της Πολυτεχνικής Σχολής, κ. Πανά Σταύρο, τον Αναπληρωτή Καθηγητή της Ιατρικής Πληροφορικής και Διευθυντή του Εργαστηρίου της Ιατρικής Πληροφορικής, κ. Μαγκλαβέρα Νικόλαο, και τον Επίκουρο Καθηγητή της Πολυτεχνικής Σχολής και επιβλέποντα την εργασία, κ. Χατζηλεοντιάδη Λεόντιο.
Τέλος, ευχαριστώ θερμά τους γονείς μου, Κωνσταντίνο και Ελισάβετ, οι οποίοι με την αμέριστη συμπαράσταση και την ανεκτικότητά τους κατέστησαν δυνατή την περάτωση της εργασίας αυτής.
Θεσσαλονίκη, Δεκέμβριος 2006 Σπυρίδου Κυριακή
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΩΝ
Apgar score: Βαθμολογία κατά Apgar του νεογνού το 1ο και 5ο λεπτό μετά τη γέννηση, ως άθροισμα της βαθμολογίας 5 σημείων, της αναπνοής, των καρδιακών παλμών, του χρώματος του δέρματος, του μυϊκού τόνου και της αντίδρασης στα ερεθίσματα. Συνολική βαθμολογία 8-10 σημαίνει φυσιολογικό νεογνό, 5-7 ότι υπάρχει καταστολή του ΚΝΣ και <5 ότι υπάρχει σοβαρή διαταραχή που πρέπει να αντιμετωπιστεί σε ειδικό νεογνολογικό κέντρο [107]
ΑΥ: Αρτηριακή Υπέρταση
Bpm: Beats per minute
Cm/min: εκατοστά ανά λεπτό
CPS: Cumulative Power Spectrum
CWT: Continuous Wavelet Transform
DWT: Discrete Wavelet Transform
ΕΚΡ: Εμβρυϊκός Καρδιακός Ρυθμός
FFT: Fast Fourier Transform
FIGO: International Federation of Gynecology and Obstetrics
ΗΕΓ: Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα
ΗΚΓ: Ηλεκτροκαρδιογράφημα
II: Interval Index
ΚΝΣ: Κεντρικό Νευρικό Σύστημα
ΚΤΓ: Καρδιοτοκογράφημα
LTI: Long Term Irregularity
ΜΜ: Μονάδα Μοντεβιδέο
mmHg: Χιλιοστά της στήλης του Υδραργύρου (μονάδα πιέσεως)
NST: Non Stress Test
pO2: Μερική πίεση του οξυγόνου
REM: Rapid Eye Movements (Ένα από τα στάδια του ύπνου)
ΣΔ: Σακχαρώδης Διαβήτης
STFT: Short Term Fourier Transform
STV: Short Term Variability (Βραχυπρόθεσμη Μεταβλητότητα)
SVM: Support Vector Machine
WFT: Windowed Fourier Transform
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ-ΣΧΗΜΑΤΩΝ
Εικόνα 1: Παράδειγμα φυσιλογικής καρδιοτοκογραφικής καταγραφής στο δεύτερο
στάδιο του τοκετού (στάδιο της διαστολής) ...26
Σχήμα 1: Παράδειγμα όψιμης επιβράδυνσης...40
Σχήμα 2: Αμιγής μεταβλητή επιβράδυνση...43
Σχήμα 3: Απουσία του shouldering σε μεταβλητή επιβράδυνση...44
Σχήμα 4: Απουσία μεταβλητότητας στην καμπύλη της επιβράδυνσης...45
Σχήμα 5: Αργή ανάκαμψη στη βασική γραμμή...45
Σχήμα 6: Διφασική επιβράδυνση...45
Σχήμα 7: Παρατεταμένη δευτερογενής επιτάχυνση...46
Σχήμα 8: Συνέχιση του βασικού ΕΚΡ σε επίπεδο χαμηλότερο από αυτό πριν την επιβράδυνση...46
Σχήμα 9: Μετασχηματισμός Fourier ενός σήματος...85
Σχήμα 10: Σήματα στο πεδίο του χρόνου...86
Σχήμα 11: Φάσματα ισχύος των σημάτων...86
Σχήμα 12: Σύγκριση του ημιτονοειδούς κύματος με το κυματίδιο Daubechies 5...87
Σχήμα 13: Συναρτήσεις βάσης κατά Fourier, τετραγωνίδια χρόνου-συχνότητας και κάλυψη της επιφάνειας χρόνου-συχνότητας...90
Σχήμα 14: Συναρτήσεις βάσης κυματιδίου Daubechies, τετραγωνίδια χρόνου- συχνότητας και κάλυψη της επιφάνειας χρόνου-συχνότητας...90
Σχήμα 15: Η διαδικασία κλίμακας και μετατόπισης του Διακριτού Μετασχηματισμού Κυματιδίου...92
Σχήμα 16: Διάσπαση ενός σήματος με τον STFT και τον DWT...94
Σχήμα 17: Σύγκριση των μέσων όρων του ΕΚΡ πριν από τον τοκετό μεταξύ φυσιολογικών κυήσεων, κυήσεων υπό τοκόλυση και κυήσεων που κατέληξαν σε πρόωρους τοκετούς...104
Σχήμα 18: Σύγκριση των μέσων όρων της βασικής γραμμής πριν από τον τοκετό μεταξύ φυσιολογικών κυήσεων, κυήσεων υπό τοκόλυση και κυήσεων που κατέληξαν σε πρόωρους τοκετούς...105
Σχήμα 19: Σύγκριση του μέσου όρου του δέλτα πριν από τον τοκετό μεταξύ φυσιολογικών κυήσεων, κυήσεων υπό τοκόλυση και κυήσεων που κατέληξαν σε πρόωρους τοκετούς...106 Σχήμα 20: Σύγκριση του μέσου όρου της βραχυπρόθεσμης μεταβλητότητας μεταξύ φυσιολογικών κυήσεων προ του τοκετού, κυήσεων υπό τοκόλυση και κυήσεων που κατέληξαν σε πρόωρους τοκετούς...107 Σχήμα 21: Σύγκριση του μέσου όρου του Interval Index μεταξύ φυσιολογικών κυήσεων προ του τοκετού, κυήσεων υπό τοκόλυση και κυήσεων που κατέληξαν σε πρόωρους τοκετούς...108 Σχήμα 22: Σύγκριση του μέσου όρου του LTI μεταξύ φυσιολογικών κυήσεων προ του τοκετού, κυήσεων υπό τοκόλυση και κυήσεων που κατέληξαν σε πρόωρους τοκετούς...109 Σχήμα 23: Σύγκριση της αθροιστικής φασματικής πυκνότητας στο συχνοτικό διάστημα από 0 έως 2 Hz μεταξύ φυσιολογικών κυήσεων προ του τοκετού, κυήσεων υπό τοκόλυση και κυήσεων που κατέληξαν σε πρόωρους τοκετούς.110 Σχήμα 24: Απεικόνιση συντελεστών μετά από CWT σε φυσιολογική τελειόμηνη κύηση σε διάγραμμα χρόνου – συχνότητας...111 Σχήμα 25: CWT σε φυσιολογική τελειόμηνη κύηση προ τοκετού...112 Σχήμα 26: Απεικόνιση συντελεστών μετά από CWT σε φυσιολογική κύηση υπό τοκολυτική αγωγή με ριτοδρίνη, σε διάγραμμα χρόνου-συχνότητας...113 Σχήμα 27: CWT σε φυσιολογική κύηση υπό τοκόλυση με ριτοδρίνη...113 Σχήμα 28: CWT σε κύηση 30 εβδομάδων με πρόωρη ρήξη εμβρυϊκών υμένων σε διάγραμμα χρόνου – συχνότητας...114 Σχήμα 29: CWT σε κύηση 30 εβδομάδων με πρόωρη ρήξη εμβρυϊκών υμένων...115 Σχήμα 30: Κατανομή της ενέργειας ως προς το χρόνο στο πεδίο των κυματιδίων συνολικά στις καταγραφές προ τοκετού...116 Σχήμα 31: Κατανομή της ενέργειας ως προς τη συχνότητα στο πεδίο των κυματιδίων συνολικά στις καταγραφές προ τοκετού...117 Σχήμα 32: Σύγκριση των τιμών του μέσου όρου του ΕΚΡ για το σύνολο των σταδίων του τοκετού...119 Σχήμα 33: Σύγκριση των τιμών για τη βασική γραμμή για το σύνολο των σταδίων του τοκετού...120 Σχήμα 34: Σύγκριση των τιμών του δέλτα για το σύνολο των σταδίων του τοκετού
...121
Σχήμα 35: Σύγκριση βραχυπρόθεσμης μεταβλητότητας για το σύνολο του τοκετού μεταξύ φυσιολογικών και παθολογικών κυήσεων...122 Σχήμα 36: Απεικόνιση της βραχυπρόθεσμης μεταβλητότητας για τις φυσιολογικές κυήσεις για το σύνολο του τοκετού...123 Σχήμα 37: Απεικόνιση της βραχυπρόθεσμης μεταβλητότητας για τις παθολογικές κυήσεις για το σύνολο του τοκετού...124 Σχήμα 38: Σύγκριση Interval Index μεταξύ φυσιολογικών και παθολογικών κυήσεων για το σύνολο του τοκετού...125 Σχήμα 39: Απεικόνιση Interval Index για τις φυσιολογικές κυήσεις για το σύνολο των σταδίων του τοκετού...126 Σχήμα 40: Απεικόνιση Interval Index για τις πάσχουσες από Σακχαρώδη Διαβήτη για το σύνολο των σταδίων του τοκετού...126 Σχήμα 41: Σύγκριση του LTI μεταξύ φυσιολογικών και παθολογικών κυήσεων για το σύνολο του τοκετού...127 Σχήμα 42: Σύγκριση αθροιστικής φασματικής πυκνότητας μεταξύ φυσιολογικών και παθολογικών κυήσεων ανά στάδιο τοκετού...129 Σχήμα 43: Απεικόνιση συντελεστών κυματιδίων για μία φυσιολογική κύηση 40
εβδομάδων στο στάδιο της αρχομένης διαστολής...130 Σχήμα 44: Απεικόνιση συντελεστών κυματιδίου μετά CWT σε διάγραμμα χρόνου – συχνότητας σε φυσιολογική κύηση 40 εβδομάδων κατά την αρχομένη διαστολή ...130 Σχήμα 45: Κύηση 40 εβδομάδων με Σακχαρώδη Διαβήτη-Απεικόνιση των συντελεστών κυματιδίου στο στάδιο της αρχομένης διαστολής...131 Σχήμα 46: Απεικόνιση των συντελεστών κυματιδίου σε διάγραμμα χρόνου-
συχνότητας σε κύηση 40 εβδομάδων με Σακχαρώδη Διαβήτη κατά την αρχομένη διαστολή...132 Σχήμα 47: Κύηση 38 εβδομάδων με Υπερτασική Νόσο της κυήσεως-Απεικόνιση των συντελεστών κυματιδίου κατά την αρχομένη διαστολή...133 Σχήμα 48: Απεικόνιση των συντελεστών κυματιδίου σε κύηση 38 εβδομάδων με υπερτασική νόσο της κυήσεως κατά την αρχομένη διαστολή σε διάγραμμα χρόνου-συχνότητας...133 Σχήμα 49: Κατανομή της ενέργειας των σημάτων ως προς το χρόνο για όλα τα στάδια του τοκετού...134
Σχήμα 50: Σύγκριση της κατανομής της ενέργειας των σημάτων ως προς τη συχνότητα ανά στάδιο τοκετού μεταξύ φυσιολογικών και παθολογικών κυήσεων ...137 Σχήμα 51: Σύγκριση του μέσου όρου του ΕΚΡ μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις φυσιολογικές κυήσεις...140 Σχήμα 52: Σύγκριση του μέσου όρου του ΕΚΡ μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις παθολογικές κυήσεις με Σακχαρώδη Διαβήτη...141 Σχήμα 53: Σύγκριση της βασικής γραμμής του ΕΚΡ μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις φυσιολογικές κυήσεις...142 Σχήμα 54: Σύγκριση της βασικής γραμμής του ΕΚΡ μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις παθολογικές κυήσεις...143 Σχήμα 55: Σύγκριση του μέσου όρου της βραχυπρόθεσμης μεταβλητότητας μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις φυσιολογικές κυήσεις...144 Σχήμα 56: Σύγκριση της βραχυπρόθεσμης μεταβλητότητας μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις φυσιολογικές κυήσεις...145 Σχήμα 57: Σύγκριση του μέσου όρου της βραχυπρόθεσμης μεταβλητότητας μεταξύ των διαδοχικών σταδίων τοκετού στις παθολογικές κυήσεις...146 Σχήμα 58: Σύγκριση του μέσου όρου της βραχυπρόθεσμης μεταβλητότητας μεταξύ των διαδοχικών σταδίων τοκετού στις παθολογικές κυήσεις...146 Σχήμα 59: Σύγκριση του μέσου όρου του Interval Index μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις φυσιολογικές κυήσεις...147 Σχήμα 60: Σύγκριση του Interval Index μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις φυσιολογικές κυήσεις...148 Σχήμα 61: Σύγκριση του μέσου όρου του Interval Index μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις παθολογικές κυήσεις...149 Σχήμα 62: Σύγκριση του Interval Index μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις παθολογικές κυήσεις...149 Σχήμα 63: Σύγκριση LTI μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις φυσιολογικές κυήσεις...150 Σχήμα 64: Σύγκριση LTI μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις παθολογικές κυήσεις...151 Σχήμα 65: Σύγκριση αθροιστικής φασματικής πυκνότητας μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις φυσιολογικές κυήσεις...152
Σχήμα 66: Σύγκριση αθροιστικής φασματικής πυκνότητας μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού για τις παθολογικές κυήσεις...153 Σχήμα 67: Σύγκριση κατανομής ενέργειας σημάτων ως προς το χρόνο ανά στάδιο τοκετού για τις φυσιολογικές και τις παθολογικές κυήσεις χωριστά...156 Σχήμα 68: Σύγκριση κατανομής ενέργειας σημάτων ως προς τη συχνότητα ανά στάδιο τοκετού για τις φυσιολογικές και τις παθολογικές κυήσεις χωριστά...157
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ
ΠΙΝΑΚΑΣ 1: Παράγοντες της κύησης που συσχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο αρνητικού εμβρυϊκού αποτελέσματος...24 ΠΙΝΑΚΑΣ 2: Κατηγοριοποίηση των χαρακτηριστικών του ΕΚΡ ...52 ΠΙΝΑΚΑΣ 3: Σύνοψη των χαρακτηριστικών του μελετώμενου πληθυσμού...100 ΠΙΝΑΚΑΣ 4: Σύνοψη της σύγκρισης του συνόλου των παραμέτρων για τις καταγραφές προ τοκετού...118 ΠΙΝΑΚΑΣ 5: Σύγκριση αθροιστικής φασματικής πυκνότητας ανά στάδιο τοκετού μεταξύ φυσιολογικών και παθολογικών εγκύων...128 ΠΙΝΑΚΑΣ 6: Κατανομή ενέργειας σημάτων ως προς το χρόνο ανά στάδιο τοκετού...135
ΠΙΝΑΚΑΣ 7: Κατανομή ενέργειας σημάτων ως προς τη συχνότητα ανά στάδιο τοκετού...136
ΠΙΝΑΚΑΣ 8: Σύγκριση του συνόλου των χαρακτηριστικών στα πεδία του χρόνου, της συχνότητας και των κυματιδίων για όλα τα στάδια του τοκετού μεταξύ φυσιολογικών και παθολογικών κυήσεων ...138
ΠΙΝΑΚΑΣ 9: Σύγκριση μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού ως προς την Αθροιστική Φασματική Πυκνότητα για τις φυσιολογικές κυήσεις...152
ΠΙΝΑΚΑΣ 10: Σύγκριση μεταξύ των διαδοχικών σταδίων του τοκετού ως προς την Αθροιστική Φασματική Πυκνότητα για τις παθολογικές κυήσεις...154
ΠΙΝΑΚΑΣ 11: Σύγκριση μεταξύ των σταδίων του τοκετού ως προς όλες τις παραμέτρους στα πεδία χρόνου, συχνότητας και κυματιδίων για τις φυσιολογικές κυήσεις...158
ΠΙΝΑΚΑΣ 12: Σύγκριση μεταξύ των σταδίων του τοκετού ως προς όλες τις παραμέτρους στα πεδία χρόνου, συχνότητας και κυματιδίων για τις παθολογικές κυήσεις...159
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Η διαπίστωση ότι οι παραλλαγές στη συχνότητα των εμβρυϊκών καρδιακών παλμών μπορούν να αξιολογηθούν σωστά μόνο σε συνδυασμό με την ταυτόχρονη εκτίμηση των συσπάσεων της μήτρας είναι παλαιότερη από 100 χρόνια (Schwartz, 1870) [1]. Ωστόσο, η ηλεκτρονική παρακολούθηση του εμβρυϊκού καρδιακού ρυθμού (ΕΚΡ) χρησιμοποιήθηκε αρχικά από το Πανεπιστήμιο του Yale μόλις το 1958 [2].
Έγινε εμπορικά διαθέσιμη τη δεκαετία του 1960 και τότε άρχισαν να αναπτύσσονται θεωρίες για τη μορφολογία του ΕΚΡ, καθώς και ένας περιορισμένος αριθμός από πειραματικές και εμπειρικές ενδείξεις για τη στήριξη της θεωρητικής βάσης της [3].
Το γεγονός αυτό οδήγησε σε μεγάλο ενθουσιασμό και στην ευρεία χρησιμοποίησή της για την ανίχνευση σε πρώιμο στάδιο των κινδύνων που διατρέχει το έμβρυο και την εκτίμηση της επίδρασης του ενδομήτριου περιβάλλοντος στην υγεία του εμβρύου, ώστε η έγκαιρη μαιευτική παρέμβαση να αποτρέψει τα δυσμενή αποτελέσματα [4]. Αν και η δυνατότητα αυτή αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα, υπάρχουν επίσης κίνδυνοι που περιλαμβάνουν τις ψευδώς θετικές καταγραφές που μπορεί να οδηγήσουν σε μη αναγκαίες χειρουργικές επεμβάσεις [2].
Η βασική προσδοκία των μαιευτήρων ήταν ότι η ηλεκτρονική παρακολούθηση του εμβρυϊκού καρδιακού ρυθμού θα λύσει δύο προβλήματα: πρώτον, θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέθοδος μαζικού ελέγχου για την ανίχνευση της σοβαρής ασφυξίας (δηλαδή της ασφυξίας που είναι αρκετά σοβαρή, ώστε να προκαλέσει νευρολογική βλάβη ή εμβρυϊκό θάνατο), και δεύτερον, θα επιτρέπει την αναγνώριση της πρώιμης ασφυξίας, ώστε η έγκαιρη μαιευτική επέμβαση να αποτρέψει την εγκεφαλική βλάβη ή το θάνατο του νεογνού. Η προσδοκία αυτή εξηγεί και την ευρεία διάδοση της ηλεκτρονικής παρακολούθησης [3].
Στην παρούσα μελέτη γίνεται παρουσίαση της παθοφυσιολογίας της εμβρυϊκής καρδιακής λειτουργίας και της συσταλτότητας του μυομητρίου, καθώς και ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας σχετικά με τις μεθόδους ανάλυσης του καρδιοτοκογραφήματος. Επιπλέον, παρουσιάζεται μία νέα προσέγγιση στην ανάλυση του εμβρυϊκού καρδιακού ρυθμού με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή, με τη χρήση προηγμένων μεθόδων επεξεργασίας σήματος και συγκεκριμένα με τη χρησιμοποίηση της ανάλυσης με κυματίδια.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1:
ΦΥΣΙΟΠΑΘΟΛΟΓΙΑ ΕΜΒΡΥΪΚΗΣ ΚΑΡΔΙΑΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ – ΣΥΣΤΑΛΤΟΤΗΤΑΣ ΜΥΟΜΗΤΡΙΟΥ
1.1 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΕΜΒΡΥΪΚΗΣ ΚΑΡΔΙΑΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Η καρδιά του εμβρύου βρίσκεται υπό τον έλεγχο νευρολογικών, ενδοκρινικών και τοπικών μηχανισμών [4]. Ο νευρολογικός έλεγχος πραγματοποιείται με την αλληλεπίδραση ανάμεσα στο εγκεφαλικό στέλεχος και σε συστήματα αισθητήρων (όπως οι πιεσοϋποδοχείς, οι χημειοϋποδοχείς), ανώτερα κέντρα (επηρεαζόμενα από καταστάσεις συμπεριφοράς), κέντρα που ελέγχουν άλλα ζωτικά συστήματα (π.χ.
αναπνευστική δραστηριότητα, θερμορρύθμιση) και τις ίνες του συμπαθητικού και του παρασυμπαθητικού συστήματος. Οι φυσιολογικοί μηχανισμοί που ρυθμίζουν την εμβρυϊκή καρδιά απαιτούν ακεραιότητα του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ).
Η ανικανότητα ενός εμβρύου να διατηρήσει ένα σταθερό ΕΚΡ μπορεί να οφείλεται σε σοβαρή υποξαιμική εγκεφαλική βλάβη ή μπορεί να συνδέεται με σοβαρή διαταραχή της διάπλασης του εγκεφάλου. Επίσης, σε χρωμοσωματικώς παθολογικά έμβρυα, ειδικά τρισωμίες, το ΚΝΣ μπορεί να αποδιοργανωθεί, με αποτέλεσμα ανώμαλο καρδιοτοκογράφημα (ΚΤΓ), ενώ η ανάπτυξη, ο όγκος του αμνιακού υγρού και οι εμβρυϊκές κινήσεις να είναι φυσιολογικές [5].
Βέβαια, η εμβρυϊκή καρδιά έχει τη δική της εσωτερική δραστηριότητα και ρυθμό που καθορίζονται από την αυτόματη δραστηριότητα του βηματοδότη στο φλεβόκομβο. Αυτή η δομή έχει τον ταχύτερο ρυθμό και καθορίζει το ρυθμό της φυσιολογικής καρδιάς, ενώ ο επόμενος ταχύτερος βηματοδότης βρίσκεται στον κολποκοιλιακό κόμβο [5].
Υπάρχουν κάποιες ενδείξεις ότι η πρώτη φυσική δραστηριότητα που αναπτύσσεται είναι ο εμβρυϊκός τόνος στις 8 εβδομάδες κύησης. Είναι επίσης η τελευταία δραστηριότητα που σταματά όταν το έμβρυο υπόκειται σε αυξανόμενη υποξαιμία. Οι εμβρυϊκές κινήσεις αναπτύσσονται στις 9 εβδομάδες και η εμβρυϊκή αναπνοή στις 20 εβδομάδες. Η δραστηριότητα του ΕΚΡ, που ρυθμίζεται από κέντρα που εδράζονται στον πρόσθιο υποθάλαμο και τον προμήκη [1], ωριμάζει τελευταία έως περίπου τις 28 εβδομάδες και είναι η πρώτη που επηρεάζεται από την υποξαιμία.
Στην υποξαιμία, πρώτα τα χαρακτηριστικά του ΕΚΡ μπορεί να γίνουν παθολογικά,
ακολουθούμενα από την αναπνοή, τις κινήσεις κορμού και άκρων και τελικά από τον τόνο. Ωστόσο, ξαφνικός θάνατος μπορεί να συμβεί παρά τη φυσιολογική μορφή του ΕΚΡ όταν υπάρχει ελαττωμένο αμνιακό υγρό [2]. Επίσης, η αίσθηση της ακοής είναι από τα πρώτα που επηρεάζονται από την υποξαιμία, οπότε αρνητική απάντηση σε ακουστικό ερεθισμό μπορεί να προειδοποιεί για την πιθανότητα υποξαιμίας [2].
Σύμφωνα με το «αξίωμα της κλιμακούμενης υποξίας» κατά Vintzileos [6], οι όψιμες επιβραδύνσεις εμφανίζονται ως πρώτη ένδειξη αρχόμενης υποξίας, επειδή τα κέντρα ελέγχου του ΕΚΡ στον υποθάλαμο και τον προμήκη είναι τα πλέον ευαίσθητα στην πτώση της μερικής πίεσης οξυγόνου (pO2). Η επόμενη αντίδραση στην παραμένουσα υποξία, προερχόμενη από τα ίδια κέντρα, είναι η εξαφάνιση των επιταχύνσεων του ΕΚΡ. Ακολουθεί η παύση των εμβρυϊκών αναπνευστικών κινήσεων, που προέρχεται από τα κέντρα της 4ης κοιλίας του εγκεφάλου, στη συνέχεια σταματούν οι κινήσεις του σώματος του εμβρύου, ως αντίδραση στη βαριά υποξία των αντίστοιχων φλοιωδών κέντρων και τέλος παύει και ο σωματικός τόνος του εμβρύου, ως αντίδραση στη βαρύτερη μορφή υποξίας των αντίστοιχων φλοιωδών και υποφλοιωδών κέντρων.
1.2 ΣΥΣΤΑΛΤΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΜΥΟΜΗΤΡΙΟΥ: ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑ
Η μήτρα είναι όργανο που είναι σε θέση να δημιουργήσει αυτόνομες συσπάσεις στο επίπεδο των μυϊκών ινών του μυομητρίου. Οι συσπάσεις αυτές άλλοτε παραμένουν ως τοπικό φαινόμενο και άλλοτε συνδυάζονται με συσπάσεις άλλης περιοχής του μυομητρίου, ώστε συντονιζόμενες να καταλήγουν σε συνολική σύσπαση όλης της μήτρας, γεγονός που παρατηρείται κατά κανόνα κατά τη διάρκεια του τοκετού [1]. Η γνώση της μορφής, έντασης και ρυθμού συσταλτότητας του μυομητρίου δίνει πληροφορίες ως προς την ενδεχόμενη πρόωρη συσταλτική δραστηριότητα ή ως προς την ύπαρξη φυσιολογικών ή παθολογικών μορφών συσταλτότητας του μυομητρίου κατά την εξέλιξη του τοκετού. Η ταυτόχρονη εκτίμηση της μεταβλητότητας του ΕΚΡ σε συνάρτηση με την αντίστοιχη συσταλτική δραστηριότητα του μυομητρίου επιτρέπει την εξαγωγή συμπερασμάτων ως προς την κατάσταση του εμβρύου. Κατά την τοκογραφία ελέγχεται ο βασικός τόνος του μυομητρίου και η συχνότητα, ένταση και διάρκεια των ωδίνων [1].
Μία ιδεώδης μεμονωμένη σύσπαση της μήτρας κατά τον τοκετό [1], όπως καταγράφεται αντικειμενικά με τη βοήθεια της εσωτερικής τοκογραφίας, παρουσιάζει μια φάση απότομης αύξησης της έντασης, διάρκειας περίπου 50 δευτερολέπτων, μια σύντομη φάση ακμής και τέλος μια φάση βαθμιαίας ελάττωσης της έντασης, διάρκειας περίπου 150 δευτερολέπτων. Σε αντίθεση με αυτήν τη σύσπαση του μυομητρίου κατά τη διάρκεια του τοκετού, μια σύσπαση κατά τη διάρκεια της κύησης παρουσιάζει μια λιγότερο απότομη φάση αύξησης της έντασης και μια πολύ μεγαλύτερης διάρκειας φάση ελάττωσης της έντασης. Η φάση ελάττωσης της έντασης της σύσπασης διακρίνεται σε δύο μέρη: το πρώτο, διάρκειας 50 δευτερολέπτων, του οποίου η διάρκεια συνήθως δεν επηρεάζεται από τη συχνότητα επέλευσης των συσπάσεων της μήτρας, και το δεύτερο, διάρκειας περίπου 100 δευτερολέπτων, που δε γίνεται κλινικά αντιληπτό με ψηλάφηση των κοιλιακών τοιχωμάτων και του οποίου η διάρκεια μπορεί να συντομευθεί ανάλογα με τη συχνότητα επέλευσης των ωδίνων. Σύμφωνα με το σύστημα της «τριπλής καθοδικής κλίμακας» των Caldeyro- Barcia και Poseiro (1960) στο πρώτο στάδιο του τοκετού α) τα κύματα των ερεθισμάτων και των συσπάσεων εξαπλώνται από τον πυθμένα προς τον ισθμό της μήτρας, β) η διάρκεια των συσπάσεων ελαττώνεται από τα ανώτερα προς τα κατώτερα τμήματα της μήτρας και γ) η ένταση των συσπάσεων ελαττώνεται από τον πυθμένα προς τον ισθμό [1].
Ως μέτρο της συχνότητας επέλευσης των συσπάσεων της μήτρας [1] κατά τον τοκετό έχει καθιερωθεί, σύμφωνα με την πρόταση του Caldeyro- Barcia (1960), ο αριθμός των συσπάσεων ανά 10 λεπτά. Φυσιολογική θεωρείται η συχνότητα των 3 συσπάσεων ανά 10 λεπτά. Ως μέτρο μέτρησης της συνολικής συσταλτότητας του μυομητρίου καθιερώθηκε η «Μονάδα Μοντεβιδέο», για να καθοριστεί το αποτέλεσμα συχνότητας και έντασης των συσπάσεων. Ως Μονάδα Μοντεβιδέο (ΜΜ) εννοείται το γινόμενο πολλαπλασιασμού της συχνότητας επέλευσης των συσπάσεων της μήτρας ανά 10 λεπτά επί το μέσο όρο των ακμών της αύξησης της ενδομητρικά μετρούμενης πίεσης της μήτρας, σε mmHg, κατά το ίδιο χρονικό διάστημα [1]. Ο Shifrin (1974) καθόρισε ως ικανοποιητική συσταλτότητα του μυομητρίου κατά τον τοκετό εκείνη που είναι μεγαλύτερη των 200 μονάδων Μοντεβιδέο.
Η έναρξη του τοκετού σημειώνεται τελικά όταν η συσταλτότητα της μήτρας φτάσει τις τιμές των 80-120 μονάδων Μοντεβιδέο. Η συσταλτότητα του μυομητρίου αυξάνεται βαθμιαία από την αρχή της φάσης διαστολής συνεχώς μέχρι το τέλος του τοκετού. Κατά τις φάσεις αυτές του τοκετού αυξάνει η ένταση των συσπάσεων από
25 mmHg στην αρχική φάση της διαστολής σε 50 mmHg στην τελική φάση της διαστολής και σε 60 mmHg στη φάση εξώθησης. Η συχνότητα επέλευσης των συσπάσεων αυξάνει αντίστοιχα από 3 συσπάσεις ανά 10 λεπτά σε 4 και, τέλος, σε 5 συσπάσεις ανά 10 λεπτά. Κατά το στάδιο διαστολής μεταξύ των δυο συσπάσεων παρατηρείται υψηλότερος βασικός τόνος από ό,τι στο μεσοδιάστημα μεταξύ των συσπάσεων στην κύηση. Ο βασικός τόνος (τόνος ηρεμίας) της μήτρας αυξάνεται από την έναρξη του σταδίου διαστολής μέχρι το τέλος του τοκετού από 8 σε 15 mmHg περίπου. Έτσι η συνολική δραστηριότητα – συσταλτότητα της μήτρας από 75ΜΜ στην αρχή του σταδίου διαστολής αυξάνεται σε 250 ΜΜ περίπου στο στάδιο εξώθησης.
Όσον αφορά στην παθολογία της συσταλτότητας του μυομητρίου, διακρίνονται οι εξής παθολογικές μορφές [1]: 1) Μυομητρική υποσυσταλτότητα, με ενδοαμνιακές πιέσεις (ένταση ωδίνων) κάτω των 25-30 mmHg ή χαμηλή συχνότητα επέλευσης των ωδίνων, μικρότερη των 2 ανά 10 λεπτά. Συνήθως ο βασικός τόνος ηρεμίας του μυομητρίου παραμένει κάτω των 12-15 mmHg. Παρατηρείται συχνά σε έντονη διάταση της μήτρας (πολύδυμη κύηση, υδράμνιο, μεγάλο παιδί) και παροδικά στην αρχή του τοκετού σχεδόν σε κάθε επίτοκο. 2) Μυομητρική υπερσυσταλτότητα. Κύρια χαρακτηριστικά της είναι η μεγάλη ένταση των ωδίνων (ενδοαμνιακή πίεση >50 mmHg ή μεγαλύτερη), που λέγεται «υπερτοκία», ή η μεγάλη συχνότητα επέλευσης των ωδίνων (πάνω από 5 ωδίνες ανά 10 λεπτά), που λέγεται «ταχυσυστολή».
Συνήθως και οι δυο αυτές παράμετροι παρατηρούνται ταυτόχρονα, αφού και οι δυο εξαρτώνται από το ηλεκτρικό δυναμικό της κυτταρικής μεμβράνης. Παρατηρείται σε ανώμαλες προβολές και θέσεις του εμβρύου, σε εμβρυοπυελική δυσαναλογία, σε πρόωρη αποκόλληση του πλακούντα και σε υπερβολική χορήγηση οξυτοκίνης. Η συχνή επέλευση έντονων ωδίνων οδηγεί στην αδυναμία διατήρησης της απαιτούμενης μερικής πίεσης οξυγόνου στο μεσολάχνιο χώρο του πλακούντα, με αποτέλεσμα την αναπνευστική και σε σύντομο χρονικό διάστημα τη μεταβολική οξέωση του εμβρύου. 3) Υπέρτονη μυομητρική συσταλτότητα, η οποία χαρακτηρίζεται από υψηλό (πάνω από 15 mmHg) βασικό τόνο ηρεμίας του μυομητρίου στα μεσοδιαστήματα των ωδίνων. Αποτελεί κίνδυνο για την πρόκληση οξέωσης του εμβρύου. 4) Διαταραχή συντονισμού μυομητρικής συσταλτότητας, όπου παρατηρείται διαταραχή της αρχής της «τριπλής καθοδικής κλίμακας», συχνά στην αρχή του σταδίου διαστολής, και μπορεί να εκφραστεί είτε ως αναστροφή της καθοδικής κλίμακας είτε ως πλήρης έλλειψη συντονισμού των επιμέρους συσπάσεων.
Παρατηρούνται τοπικές μικρότερης ή μεγαλύτερης διάρκειας και έντασης συσπάσεις περιοχών του μυομητρίου, οι οποίες είναι ανεξάρτητες από τις προερχόμενες από τον πυθμένα και πλήρως ασυντόνιστες ως προς αυτές. Υπάρχουν, δηλαδή, περισσότερα του ενός κέντρα δημιουργίας και προέλευσης ερεθισμάτων, τα οποία καταλήγουν σε συσπάσεις πολλών ανεξάρτητων περιοχών του μυομητρίου.
1.3 ΕΜΒΡΥΪΚΗ ΑΣΦΥΞΙΑ
Η ασφυξία ορίζεται ως η κατάσταση όπου η ανταλλαγή οξυγόνου είναι ελαττωματική. Όταν αυτή παρατείνεται οδηγεί σε υποξαιμία και υπερκαπνία. Κατά τη διάρκεια του φυσιολογικού τοκετού, οι συσπάσεις του μυομητρίου προκαλούν παροδική ελάττωση στην ανταλλαγή οξυγόνου. Μετά τη σύσπαση, το έμβρυο ανανίπτει από μόνο του και υπάρχει φυσιολογική ροή αίματος και επομένως διάχυση οξυγόνου μέχρι την επόμενη συστολή. Εάν αυτοί οι φυσιολογικοί μηχανισμοί υπερκεραστούν, επακολουθεί υποξαιμική οξέωση, η οποία αν επιμείνει για ικανό χρόνο, μπορεί να προκαλέσει εγκεφαλικές βλάβες με νευρολογικές συνέπειες στα παιδιά που θα επιζήσουν, βλάβες άλλων οργάνων ή θάνατο κατά τον τοκετό ή τη νεογνική περίοδο [7].
Η κλασσική βαθμολόγηση (score) της νεογνικής κατάστασης, το Apgar-score, χρησιμοποιείται διεθνώς σήμερα για να ορίσει το βαθμό επηρεασμού του νεογνού από την περιγεννητική ασφυξία, καθώς και για την πρόγνωση της νεογνικής νοσηρότητας [1]. Η βαθμολογία κατά Apgar του νεογνού το 1ο και 5ο λεπτό μετά τη γέννηση ορίζεται ως άθροισμα της βαθμολογίας πέντε σημείων, της αναπνοής, των καρδιακών παλμών, του χρώματος του δέρματος, του μυϊκού τόνου και της αντίδρασης στα ερεθίσματα. Συνολική βαθμολογία 8-10 σημαίνει φυσιολογικό νεογνό, 5-7 ότι υπάρχει καταστολή του ΚΝΣ και <5 ότι υπάρχει σοβαρή διαταραχή που πρέπει να αντιμετωπιστεί σε ειδικό νεογνολογικό κέντρο [107].
Για τη διάγνωση της υποξαιμικής οξέωσης κατά τον τοκετό χρειάζεται η μέτρηση των αερίων του εμβρυϊκού αίματος μετά από λήψη δείγματος από τον ομφάλιο λώρο, η οποία δείχνει σημεία μεταβολικής οξέωσης (pH<7.0 και έλλειμμα βάσεως >16mmol/l). Αυτή η δειγματοληψία του εμβρυϊκού αίματος παρέχει ένα μέτρο της βαρύτητας της οξέωσης, αλλά όχι της διάρκειάς της. Μια ορισμένη αναλογία υποξαιμικής οξέωσης συμβαίνει λίγο πριν τη γέννηση, αλλά είναι βραχείας διάρκειας και είναι απίθανο να οδηγήσει σε αυξημένη νοσηρότητα ή θνησιμότητα.
Αντίθετα, η μεταβολική οξέωση μπορεί να συνοδεύεται από ειδικά ευρήματα στο
νεογνό που υποδεικνύουν ασφυκτικό επεισόδιο ικανής έντασης που μπορεί να προκαλέσει ζημιά. Τέτοιες ενδείξεις είναι η δυσλειτουργία πολλών συστημάτων στην άμεση νεογνική περίοδο, παθολογική νευρολογική σημειολογία στο νεογνό (υποτονία, σπασμοί, κώμα), αέρια αίματος με pH<7.0 και έλλειμμα βάσεως
>16mmol/l και Apgar scores από 0 έως 3 για 5 λεπτά ή περισσότερο. Τα σημεία αυτά πρέπει να είναι παρόντα όλα για να τεθεί η διάγνωση της ασφυξίας κατά τον τοκετό [7].
Ο σκοπός της παρακολούθησης του εμβρύου κατά τον τοκετό είναι η ανίχνευση των εμβρύων με υποξαιμική οξέωση σε σημείο που είναι ακόμα αναστρέψιμη με ενδομήτρια ανάνηψη ή επίσπευση τοκετού. Βέβαια, η επίπτωση της μεταβολικής οξέωσης αναφέρεται ότι βρίσκεται μεταξύ 0.5 και 2%. Ευτυχώς και οι εμβρυϊκές νευρολογικές βλάβες είναι σπάνιες. Ωστόσο, είναι σημαντικό ότι λιγότερο από 20%
των νευρολογικών υπολειμμάτων των παιδιών οφείλεται σε ασφυξία κατά τον τοκετό [7].
1.4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΙΑ
Η μέθοδος της συνδυασμένης απεικόνισης του εμβρυϊκού καρδιακού ρυθμού και της συσταλτότητας του μυομητρίου ονομάστηκε καρδιοτοκογραφία. Η καρδιοτοκογραφία επιτρέπει την παρακολούθηση της διακύμανσης της εμβρυϊκής καρδιακής συχνότητας κατά την επέλευση, ακμή και αποδρομή μιας ωδίνης, κατά το μεσοδιάστημα μεταξύ των ωδίνων, καθώς και σε απουσία ωδίνων. Από τη μορφή της διακύμανσης του εμβρυϊκού καρδιακού ρυθμού σε σχέση με το τοκόγραμμα μπορούν να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με την κατάσταση αιμάτωσης και οξυγόνωσης του εμβρύου, τα οποία πρέπει να εκτιμώνται ανάλογα με τη φάση κύησης ή το στάδιο του τοκετού. Για αυτό η καρδιοτοκογραφία δίνει τη δυνατότητα στο μαιευτήρα να αναγνωρίσει έγκαιρα επαπειλούμενες καταστάσεις ανοξίας του εμβρύου και να προβεί στις κατάλληλες ενέργειες για να τις αποφύγει [1].
Ο πρώτος εξοπλισμός χρησιμοποιούσε τη φωνοκαρδιογραφία για την ακρόαση και καταγραφή ήχων που προέρχονταν από την κοιλιά της μητέρας καθώς επίσης και την παραγωγή του εμβρυϊκού καρδιακού ρυθμού από το εμβρυϊκό ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ), μέσω ενός ηλεκτροδίου στο εμβρυϊκό κρανίο. Η φωνοκαρδιογραφία παράγει υποδεέστερες σε αξιοπιστία καταγραφές λόγω άλλων άσχετων ήχων που συγχέουν την ακουστική εντύπωση. Το πρόβλημα λύθηκε πολύ σύντομα με την εισαγωγή των κεφαλών της Doppler υπερηχογραφίας.
Όταν η κεφαλή του Doppler υπερηχογράφου εφαρμόζεται στη μητρική κοιλιά, ένα σήμα εκπέμπεται προς την εμβρυϊκή καρδιά, η θέση της οποίας έχει καθοριστεί με την ακρόαση. Το σήμα τροποποιείται από μία κινούμενη δομή, σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας του Doppler, και λαμβάνεται από την κεφαλή στην τροποποιημένη του μορφή. Η κινούμενη δομή είναι συνήθως η παλλόμενη καρδιά και το αίμα που ρέει μέσω αυτής. Η τεχνολογία της Doppler υπερηχογραφίας βελτιώθηκε σημαντικά τα τελευταία χρόνια και η τελευταία γενιά των μόνιτορ δίνει εξαιρετικής ποιότητας εξωτερικές καταγραφές, συγκρίσιμες με αυτές που παράγονται από την άμεση ηλεκτροκαρδιογραφία [1]. Η τελευταία πραγματοποιείται με την εφαρμογή ενός ηλεκτροδίου στο τριχωτό της κεφαλής του εμβρύου σε σύνδεση με μία οθόνη ηλεκτρονικής παρακολούθησης του εμβρυϊκού καρδιακού ρυθμού. Αυτό προϋποθέτει ρήξη των εμβρυϊκών υμένων και ενός βαθμού διαστολή του τραχήλου για την τοποθέτηση του ηλεκτροδίου [2].
Όλα τα μηχανήματα παρέχουν ευκολίες εξωτερικής τοκογραφίας μέσω μιας απλής σχετικά κεφαλής μετρητή τόνου. Η μέθοδος αυτή συνίσταται στην τοποθέτηση μιας ευαίσθητης μεμβράνης ή ακίδας ενσωματωμένης σε ειδική κεφαλή πάνω στα κοιλιακά τοιχώματα της εγκύου, ώστε η αύξηση του τόνου του μυομητρίου και η ελαφρά ανύψωση του πυθμένα της μήτρας κατά την ωδίνη να δώσουν ερέθισμα μετατοπίζοντας τη μεμβράνη, το οποίο μέσω του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου μετατρέπεται σε ηλεκτρική ώση και καταγράφεται ως συνεχής γραμμή σε διάγραμμα [1]. Σημειώνεται ότι αυτό παρέχει μόνο μία έμμεση αξιολόγηση των συστολών της μήτρας, επειδή το πάχος και η τάση των κοιλιακών τοιχωμάτων της μητέρας επηρεάζουν την καταγραφή. Οι αποδιδόμενες τιμές μυομητρικής πίεσης και βασικού τόνου δεν αντικατοπτρίζουν τα πραγματικά μεγέθη, αλλά παίρνουν σχετικές τιμές για την εκτίμησή τους. Στην ασυνήθιστη κατάσταση που απαιτούνται άμεσα δεδομένα σχετικά με την ενδομήτρια πίεση, ένας ενδομήτριος καθετήρας είναι απαραίτητος.
Εντούτοις, η κυρίαρχη τάση στον τοκετό δεν είναι η υπερβολική χρήση επεμβατικής τεχνολογίας και ο ρόλος της εσωτερικής παρακολούθησης περιορίστηκε. Ενδείξεις εφαρμογής της εσωτερικής τοκογραφίας αποτελούν: τοκετός μετά από προηγηθείσα καισαρική τομή ή εγχειρήσεις μήτρας, κυήσεις υψηλού κινδύνου, μη ικανοποιητική εξέλιξη του τοκετού με παθολογικές μορφές συσταλτότητας του μυομητρίου, προώθηση της ωδινοποιητικής δραστηριότητας με ενδοφλέβια χορήγηση οξυτοκίνης ή προσταγλανδινών, παχύσαρκη μητέρα [1].
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2:
ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΟΥ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΗΜΑΤΟΣ
2.1 ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΟΥ ΚΑΡΔΙΟΤΟΚΟΓΡΑΦΗΜΑΤΟΣ ΠΡΟ ΚΑΙ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΤΟΚΕΤΟΥ
Η ερμηνεία του καρδιοτοκογραφήματος είναι διαφορετική όταν αυτό λαμβάνεται εκτός τοκετού από ό,τι κατά τη διάρκειά του. Ορισμένες ανωμαλίες του καρδιακού ρυθμού, κυρίως οι επιβραδύνσεις, δεν μπορούν να ταξινομηθούν σε απουσία συσπάσεων της μήτρας, αλλά και η εξήγησή τους από άποψη φυσιολογίας είναι διαφορετική. Επιπλέον, κατά τον τοκετό, οι μητρικές και εμβρυϊκές απαιτήσεις ενέργειας και οξυγόνου μεταβάλλονται, καθώς το έμβρυο εισέρχεται σε κατάσταση stress. Υπό φυσιολογικές συνθήκες το έμβρυο είναι ικανό να αντιμετωπίσει τις αλλαγές αυτές. Ωστόσο, για ένα έμβρυο σε κατάσταση κινδύνου πολύ πριν την έναρξη του τοκετού, το πρόσθετο stress των συσπάσεων της μήτρας ελαττώνει την ποσότητα οξυγόνου και κατά συνέπεια ενέργειας που μεταφέρεται από τη μητέρα σε τέτοιο βαθμό, ώστε επισυμβαίνει εμβρυϊκή δυσφορία. Επομένως, μια ανωμαλία του εμβρυϊκού καρδιακού ρυθμού σε ΚΤΓ προ τοκετού μπορεί να απαιτεί διαφορετική αντιμετώπιση από την αντίστοιχη παρουσία της κατά τη διάρκειά του [8].
2.1.1 ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΟΥ ΕΜΒΡΥΟΥ ΠΡΙΝ ΑΠΟ ΤΟΝ ΤΟΚΕΤΟ
Γενικά θεωρείται αποδεκτό ότι η εφαρμογή της ΚΤΓ πριν από τον τοκετό έχει ένδειξη περίπου 2 εβδομάδες πριν από την ηλικία κύησης κατά την οποία μπορούν να προσδοκώνται ικανοποιητικές συνθήκες επιβίωσης ενός πρόωρου νεογνού. Για αυτό, η καταγραφή του ΕΚΡ με σκοπό την εκτίμηση της κατάστασης του εμβρύου συνιστάται συνήθως μετά την 24η εβδομάδα κυήσεως (FIGO 1986) [1].
Ο κύριος στόχος της καταγραφής του ΕΚΡ κατά τη διάρκεια της κύησης είναι η έγκαιρη αναγνώριση της εμβρυϊκής υποξίας, η οποία σχετίζεται κατά κανόνα με συνθήκες χρόνιας πλακουντιακής δυσλειτουργίας. Έτσι, εκτός από τις περιπτώσεις οξείας υποξίας, συνήθως η εμβρυϊκή υποξία αναπτύσσεται βραδέως και οφείλεται στη βαθμιαία έκπτωση της πλακουντιακής λειτουργίας, οπότε παθολογικά ΚΤΓ
παρουσιάζονται συνήθως αρκετές εβδομάδες πριν από την επέλευση ενός ενδομήτριου εμβρυϊκού θανάτου [1].
Έχει βρεθεί θετική συσχέτιση μεταξύ παραγόντων που επιπλέκουν την κύηση και τον τοκετό και της ανάπτυξης νεογνικής εγκεφαλοπάθειας, εγκεφαλικής παράλυσης ή θανάτου του νεογνού. Τέτοιοι παράγοντες είναι η αρτηριακή υπέρταση, η πολύδυμη κύηση, η προωρότητα, η παράταση κυήσεως, η χοριοαμνιονίτιδα, η ενδομήτρια καθυστέρηση της ανάπτυξης. Αυτοί οι παράγοντες συσχετίζονται επίσης με αυξημένη επίπτωση ανωμαλιών του ΕΚΡ. Αν και δεν έχει αποδειχθεί ότι η συνεχής ηλεκτρονική παρακολούθηση στις ειδικές αυτές περιπτώσεις οδηγεί σε καλύτερο αποτέλεσμα από ό,τι η διαλείπουσα ακρόαση, φαίνεται λογικό να χρησιμοποιείται η πρώτη στις περιπτώσεις αυτές, οι οποίες φαίνονται στον Πίνακα 1 [7] .
ΠΙΝΑΚΑΣ 1: Παράγοντες της κύησης που συσχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο αρνητικού εμβρυϊκού αποτελέσματος
ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΤΗΣ ΚΥΗΣΗΣ ΠΟΥ ΣΥΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΑΥΞΗΜΕΝΟ ΚΙΝΔΥΝΟ ΑΡΝΗΤΙΚΟΥ ΕΜΒΡΥΪΚΟΥ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΟΣ*
Καταστάσεις της μητέρας πριν τον τοκετό
Υπέρταση/ προεκλαμψία Σακχαρώδης διαβήτης Αιμορραγία προ τοκετού Νεφρική νόσος
Υπερθυρεοειδισμός
Σοβαρή αναιμία ήαγγειακή νόσος Ηλικία κάτω των 18 ή άνω των 45 Άλλα νοσήματα της μητέρας
Καταστάσεις του εμβρύου πριν τον τοκετό
Προωρότητα
Πρόωρη ρήξη εμβρυϊκών υμένων Ολιγο/υδράμνιο
Ενδομήτρια καθυστέρηση ανάπτυξης Πολύδυμη κύηση
Ισχιακή προβολή Ισοανοσοποίηση
Ανώμαλη ομφαλική αρτηρία στις μετρήσεις με Doppler