Princípy a limity klinických metód diagnostiky fetálnej hypoxie

Overview

Cieľ práce:
Prehľad metód elektronického fetálneho monitorovania (EFM) a analýza ich fyzikálnych a technických limitov.

Typ štúdie:
Prehľadový článok.

Názov a sídlo pracoviska:
Gynekologicko-pôrodnícka klinika Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Univerzita Komenského v Bratislave, Slovenská republika.

Metodika štúdie:
Analýza publikácií vyhľadaných v databázach PubMed a SCOPE za časové obdobie rokov 2000-2013, ktoré boli zamerané na diagnostické metódy stavu plodu in utero.

Záver:
Základným cieľom modernej perinatológie je porodenie živého a zdravého jedinca. Tento cieľ je úzko spojený s možnosťami samotných diagnostických metód zhodnotiť stav plodu in utero a so schopnosťami lekára presne interpretovať získané záznamy. EFM napriek jeho širokému používaniu čelí v súčasnosti odbornej kritike. Je spojené s možným nadhodnotením s následnou zbytočnou, často chirurgickou intervenciou, alebo s podhodnotením, ktoré môže viesť k poškodeniu plodu, či v extrémnom prípade až k fetálnej strate. Napriek dlhodobým snahám zlepšiť spoľahlivosť EFM, nedošlo od jeho zavedenia do klinickej praxe k prelomovým pokrokom.

KĽÚČOVÉ SLOVÁ:
kardiotokografia, intermitentná auskultácia, pulzná oxymetria, ST analýza, fetálna elektrokardiografia

ÚVOD

Kardiotokografia sa využíva v klinickej praxi od konca 60. rokov minulého storočia a napriek tomu, že jej výpovedná hodnota je kontroverzná a interpretácia nedostatočne spoľahlivá, predstavuje rutinné vyšetrenie stavu plodu počas gravidity a pôrodu. Jej nepopierateľnou výhodou je jednoduchosť aplikácie, možnosť kontinuálneho monitorovania plodu, neinvazívnosť, opakovateľnosť a reprodukovateľnosť. Od jej zavedenia do klinickej praxe však stúpol počet cisárskych rezov a v porovnaní s intermitentnou auskultáciou nedošlo k zlepšeniu perinatálnych výsledkov [1]. Hlavne pre tento dôvod začali vznikať doplnkové metódy s úmyslom spresniť informácie o stave plodu. Ich jednoznačný benefit sa však nepotvrdil. Klinický význam intrapartálnej fetálnej pulznej oxymetrie (IFPO) bol výrazne spochybnený a zistenia ohľadne analýzy ST segmentu fetálneho elektrokardiogramu (STAN) sú sporné. Obe metódy možno navyše použiť až po odtoku plodovej vody. V poslednom období smeruje trend k snahe uplatniť metódy s možnosťou jednoduchého, viacnásobného, nekomplikovaného a ekonomického použitia. Ako jedna s perspektív sa javí abdominálna fetálna elektrokardiografia, avšak je nutné prekonať problémy slabého a rušeného signálu zo srdca plodu.

KARDIOTOKOGRAFIA

Kardiotokografia (CTG) využíva na získanie signálu srdcovej činnosti plodu Dopplerov jav. Abdominálne umiestnená kardiopelota vysiela do tela ultrazvukové (UZ) vlny, ktoré sú následne odrážané pohybujúcim sa fetálnym myokardom. Odrazené UZ vlny sú prevedené do elektrickej podoby a spracované pomocou počítačového softvéru. Výsledkom je široko používaný CTG záznam srdcovej frekvencie plodu (FHR – fetal heart rate). CTG sníma mechanické pohyby srdca plodu, ktoré sú výsledkom predchádzajúcej elektrickej excitácie. Presnosť metódy je preto nižšia ako pri primárnom zaznamenávaní bioelektrického signálu pomocou fetálnej elektrokardiografie [34]. Súbežné zaznamenávanie uterinných kontrakcií je vykonávané na odlišnom princípe, konkrétne ide o meranie tlaku steny maternice pomocou tokodynamometra [5].

Technické artefakty pri CTG

V rámci hodnotenia stavu plodu pomocou CTG sa v klinickej praxi často stretávame s artefaktmi spôsobenými samotnou metodikou snímania FHR. Keďže okamžitá FHR sa určuje na základe detekcie úderov srdca pomocou analýzy UZ lúčov odrazených od jeho pohybujúcich sa stien, na nepresnostiach sa môžu podieľať nasledujúce faktory:

Strata signálu – kedy sa nezaznamenáva FHR, čoho príčinou môže byť skĺznutie peloty pohybom matky, alebo pohyb plodu.

Chybný signál – ktorý býva spôsobený slabým signálom zo srdca plodu, prípadne miešaným signálom, ktorý zachytáva okrem srdca plodu i iné pohyby tkanív, ako napríklad singultus, dýchanie plodu, pohyby končatín plodu, pohyby a dýchanie matky či pulzácie matkiných artérií.

Zdvojnásobenie srdcovej frekvencie – za normálnych okolností CTG sníma len frekvenciu systoly myokardu komôr. Problém vzniká pri FHR < 90 úderov/min. (bpm – beats per minute) [12], kedy sú jednotlivé pohyby srdcových stien natoľko spomalené, že kardiotokografický prístroj osobitne zaznamenáva signál nielen zo systoly komôr, ale aj zo systoly predsiení. Preto pri skutočnej FHR < 90 bpm, prístroj vykazuje zdanlivo fyziologickú FHR, a tak môže maskovať závažnú bradykardiu alebo decelerácie. To vedie ku neadekvátnemu monitorovaniu stavu plodu.

Zníženie srdcovej frekvencie na polovicu – vzniká pri FHR > 200 bpm [12], kedy sa pohyby srdca opakujú tak rýchlo za sebou, že v prípade interferencie ich signálu, napríklad s dýchaním alebo pulzáciou artérií, kardiotokografický prístroj nestihne zaznamenať každý sťah srdca a zaznamenáva len každý druhý. Táto chyba môže imitovať decelerácie, prípadne maskovať fatálnu tachykardiu plodu.

Zaznamenávanie pulzu matky – je spôsobené snímaním signálu z pulzácie brušnej aorty alebo iných matkiných artérií. Náhle prechody od srdca plodu k pulzu matky v 1. pôrodnej dobe zväčša simulujú decelerácie. V 2. pôrodnej dobe počas aktívneho tlačenia sa tep rodičky často zvýši na úroveň FHR alebo ešte vyššiu. Fyziologický CTG záznam tak môže maskovať fetálny distres, čo môže mať za následok až úmrtie plodu [6].

Technické limity CTG

Ak predpokladáme vylúčenie všetkých artefaktov merania FHR kardiotokografiou, zostanú iba nepresnosti spôsobené samotným prístrojom. Presnosť merania FHR pomocou CTG je ± 3 bpm pri frekvencii srdca plodu > 180 bpm a ± 2 bpm pri frekvencii srdca plodu < 180 bpm [30]. Z uvedeného vyplýva, že napr. pri okamžitej FHR 125 bpm môže prístroj namerať 123–127 bpm. V prípade identifikácie akcelerácií a decelerácií, ktoré sú charakterizované zmenou ≥ 15 bpm oproti bazálnej hodnote, je pochopiteľne táto presnosť dostatočná, podobne ako pri zhodnotení undulatórneho alebo saltatórneho typu variability, kedy sa jednotlivé údery navzájom líšia o viac než 10 bpm. Problémy však môžu nastať, pri posudzovaní zúžených typov variability, ktoré môže takto samotný prístroj namerať chybne.

Podľa americkej štúdie [33] je zúžený alebo silentný typ variability trvajúci vyše hodiny lepším prediktívnym faktorom rozvoja signifikantnej acidémie u plodu ako prítomnosť neskorých decelerácií. A preto, ako vyplýva z vyššie uvedeného, nezobrazenie úsekov silentného typu variability pre nepresnosť prístroja je nebezpečné a môže viesť k nerozpoznaniu závažného fetálneho distresu s prislúchajúcimi následkami.

Hlavné nedostatky CTG

Diagnostika absolútne zdravých (reaktívny záznam) alebo ťažko chorých plodov (preterminálny záznam) je pomocou CTG dostatočne presná a jednoduchá. Avšak medzi týmito dvomi extrémami sa nachádza rozsiahla skupina nereaktívnych záznamov, ktoré môžu viesť pôrodníka k zbytočnej chirurgickej intervencii, alebo v opačnom prípade nesprávne k nečinnosti spôsobujúcej poškodenie až úmrtie plodu. Zaujímavé je, že u viac než 50 % všetkých plodov, ktoré vykazujú abnormálny CTG záznam, sa nepreukáže výskyt metabolickej acidózy [12], a že 3–28 % prípadov mozgovej obrny je spojených s intrapartálnou asfyxiou [21]. FIGO klasifikácia, platná od roku 1986 sa vzťahuje najmä na termínové plody a fyziologické gravidity. Boli opísané jednotlivé odporúčania ako nazerať na CTG záznamy v odlišných situáciách, avšak dodnes neexistujú štandardizované smernice pre hodnotenie týchto záznamov u predtermínových plodov, počas konkrétnej farmakologickej intervencie alebo pri rôznych patologických stavoch matky či plodu, akými sú diabetes mellitus, preeklampsia, Rh inkompabilita, intrauterinná rastová reštrikcia plodu či intraamniálna infekcia. Veľká subjektivita vyšetrenia bola neraz potvrdená značnou interobservačnou a intraobservačnou variabilitou, pričom vyššie percento nezhody sa vzťahuje k hodnoteniu patologických záznamov [28] a najväčšie problémy boli zistené v interpretácii variability, decelerácií a v celkovej klasifikácii záznamu [27]. Nezanedbateľnou nevýhodou CTG je pripútanie rodičky k lôžku, pri suspektných záznamoch často i na dlhšiu dobu.

INTERMITENTNÁ AUSKULTÁCIA

Pred zavedením kardiotokografie predstavovala základnú metódu hodnotenia intrauterinného stavu plodu počas pôrodu intermitentná auskultácia (IA). Je založená na počúvaní a následnom počítaní úderov srdca plodu v špecifických časových intervaloch v závislosti od uterinných kontrakcií. Auskultáciu možno vykonávať pomocou Pinardovho stetoskopu, ktorý využíva kostné vedenie zvuku vznikajúceho pri otváraní a zatváraní srdcových chlopní alebo pomocou ručného Dopplerovho ultrazvuku, ktorý analogicky ako pri CTG deteguje pohyby srdca a konvertuje ich na zvukový signál. Počúvanie srdcových oziev použitím stetoskopu je oproti ručnému Dopplerovmu ultrazvuku náročnejšie, avšak nedochádza pri ňom k artefaktom v zmysle počúvania pulzu matky, zníženia srdcovej frekvencie na polovicu alebo jej zdvojnásobenia. Preto ho niektorí odborníci stále preferujú.

Pred začiatkom merania sa odporúča pomocou palpácie identifikovať polohu plodu, pulz arteria radialis matky a kontrakcie maternice. Prvým krokom je stanovenie bazálnej FHR počúvaním oziev plodu medzi kontrakciami, keď sa plod nehýbe. Následne sa auskultácia vykonáva pravidelne počas 15–60 sekúnd medzi kontrakciami a tesne po kontrakcii, prípadne aj počas kontrakcie. Optimálna frekvencia IA je podľa odporúčaní Americkej spoločnosti pôrodníkov a gynekológov (ACOG) a National Institute of Health a Clinical Excellence (NICE) každých 15 minút počas 1. pôrodnej doby a každých 5 minút od začiatku aktívneho tlačenia [18]. Okrem pravidelných intervalov je potrebné počúvať FHR aj pred vaginálnym vyšetrením a po vaginálnom vyšetrení, amniotómii či farmakologickej intervencii. Normálny nález, odrážajúci adekvátnu oxygenáciu plodu, zahŕňa bazálnu hodnotu FHR v rozmedzí 110–160 bpm, pravidelný rytmus, prítomnosť akcelerácií a absenciu decelerácií. Všetky ostatné nálezy, ako nepravidelný rytmus, prítomnosť decelerácií, tachykardia (FHR > 160 bpm trvajúca vyše 10 minút) alebo bradykardia (FHR < 110 bpm trvajúca vyše 10 minút), nie sú fyziologické [19].

CTG VERSUS INTERMITENTNÁ AUSKULTÁCIA

Intermitentnou auskultáciou sme schopní určiť bazálnu FHR, hodnotiť rytmus, počuť prítomnosť akcelerácií a decelerácií. Do istej miery môžeme taktiež odlíšiť jednotlivé typy decelerácií – podľa ich vzťahu ku kontrakciám a podľa ich dĺžky trvania. Decelerácia, ktorá vymizne pred ústupom kontrakcie, je s vysokou pravdepodobnosťou nezávažná, kým nepriaznivé neskoré decelerácie sú dobre identifikovateľné ihneď po kontrakcii. Pomocou CTG však dokážeme diferencovať konkrétne typy decelerácií s vyššou presnosťou, a navyše získavame aj informáciu o variabilite FHR. O tieto parametre by malo byť teda CTG monitorovanie presnejšie. Randomizované kontrolné štúdie však nepotvrdili zlepšenie perinatálnych výsledkov pri jeho použití oproti IA [1, 13, 17]. Metaanalýza 13 štúdií [1] obsahujúca vyše 37 000 rodičiek nezistila signifikantný rozdiel v perinatálnej úmrtnosti či vzniku mozgovej obrny, a hoci bolo kontinuálne CTG monitorovanie spojené s 50% redukciou neonatálnych kŕčov, dochádzalo pri ňom aj k významnému nárastu frekvencie cisárskych rezov a operačne ukončených vaginálnych pôrodov. Tieto závery sa zhodovali v podskupinách u nízkorizikových, vysokorizikových tehotenstiev, či u predtermínových pôrodov.

Ak vyvážime výhodu zníženia novorodeneckých kŕčov s nevýhodami vyplývajúcimi z určitým percentom komplikácií spájajúcimi sa s cisárskymi rezmi a operačne ukončenými vaginálnymi pôrodmi, nastáva otázka, či kontinuálne CTG monitorovanie ponúka vôbec nejaký benefit. Na druhej strane IA sa využíva hlavne u zdravých žien počas fyziologického pôrodu. ACOG považuje IA aj elektronické fetálne monitorovanie (EFM) za rovnako akceptovateľnú metódu u nízkorizikových tehotenstiev, pričom u vysokorizikových tehotenstiev (preeklampsia, intrauterinná rastová reštrikcia plodu, diabetes mellitus typu 1) odporúča EFM [3]. NICE odporúča preferovať IA u nízkorizikových tehotenstiev a kontinuálny EFM u vysokorizikových tehotenstiev [7]. Taktiež použitie IA vyžaduje personálne vybavenie 1 lekára, prípadne 1 pôrodnej asistentky na 1 pacienta, čo je mnohokrát ťažko dosiahnuteľné. Naopak, moderné kardiotokografy s telemetrickým zariadením a centrálnym zobrazením v oddelenej miestnosti predstavujú pre personál pohodlné a praktické riešenie.

INTRAPARTÁLNA FETÁLNA PULZNÁ OXYMETRIA

Intrapartálna fetálna pulzná oxymetria (IFPO)slúži na meranie kyslíkovej saturácie arteriálnej krvi plodu a funguje na princípe odlišnej absorpcie svetla oxyhemoglobínom a deoxyhemoglobínom. Bola navrhnutá za účelom spresnenia vedomostí o stave plodu počas pôrodu a sľubnou sa zdala ako prídavná metóda ku konvenčnej kardiotokografii, hlavne pri nereaktívnych záznamoch. Predpokladaným prínosom tejto metódy bolo zníženie počtu cisárskych rezov, ktoré od zavedenia EFM značne stúpli. ACOG však v roku 2001 nesúhlasila so zavedením FPO do klinickej praxe [2] pre obavy zo zvýšenia nákladov lekárskej starostlivosti bez dostatočného prínosu. Ani následné štúdie nepotvrdili jednoznačné výhody tejto metódy. Metaanalýzapiatich randomizovaných kontrolovaných štúdií [14] nedokázala zníženie operačne ukončených pôrodov pri súčasnom použití IFPO a CTG a jej zistenia viedli k zastaveniu výroby a distribúcie fetálnych pulzných oxymetrov najväčším výrobcom [16]. Zároveň má IFPO nižšiu validitu ako ST analýza [10]. Napriek uvedenému stále prebiehajú ohľadne IFPO nové výskumy [16, 22].

ABDOMINÁLNE FETÁLNE EKG

Prvýkrát bol zaznamenaný signál zo srdca plodu pomocou abdominálne umiestenej elektródy Cremerom v roku 1906. Pôvodne sa táto metóda používala k potvrdeniu vitality plodu. Od zdokonalenia Dopplerovej technológie však hrá v modernom fetálnom monitorovaní iba malú úlohu. Dôvodom je slabý elektrický signál fetálneho srdca, ktorý sa navyše ruší s elektrickým signálom svaloviny brušnej steny matky [15]. V poslednom období sa uskutočňuje viacero výskumov na získanie dostatočne kvalitného signálu a niektoré výsledky sú sľubné [11, 29]. Doposiaľ však išlo o experimenty s malou vzorkou rodičiek.

ANALÝZA ST SEGMENTU FETÁLNEHO ELEKTROKARDIOGRAMU

Zo spomenutých metód diagnostiky perinatálnej hypoxie je najkratšie používaná ST analýza. Pripojenie skalpovej elektródy na hlavičku, prípadne zadoček plodu umožnilo získať kvalitný elektrický signál fetálneho srdca a obišli sa problémy spojené s transabdominálne získavanými záznamami. Počas hypoxie myokardu dochádza u plodu k špecifickým zmenám elektrokardiografickej krivky, pričom STAN zaznamenáva a hodnotí eleváciu T vlny, často vyjadrenú pomerom T/QRS a prítomnosť bifázického ST segmentu. Metóda sa opiera o kardiotokografiu a predstavuje prídavnú informáciu o stave plodu hlavne v prípade suspektného alebo abnormálneho CTG záznamu.

Výhodou STAN oproti samotnej CTG je, že odráža stav myokardu počas pôrodu, a keďže myokard patrí k centrálnym orgánom, prednostne zásobeným kyslíkom, nepriamo podáva aj informáciu o stave centrálneho nervového systému. Ďalšou prednosťou metódy je schopnosť snímať kvalitný signál s nízkym množstvom artefaktov aj počas aktívneho tlačenia v druhej pôrodnej dobe [9]. Jej limitom je však výlučne intrapartálne použitie po odtoku plodovej vody a dilatácii pôrodníckej bránky. Navyše sa vzťahuje iba na termínové plody, pretože zmeny ST segmentu a T vlny nemusia byť u predtermínových plodov, vzhľadom na nezrelosť orgánových systémov, spoľahlivými indikátormi hypoxie.

Názory ohľadne presnosti a užitočnosti ST analýzy sa v literatúre navzájom líšia. Po vytvorení funkčného STAN systému sa začali realizovať prvé väčšie štúdie. Švédski autori dokázali na vzorke 4966 rodičiek signifikantnú redukciu prípadov metabolickej acidózy a operačne ukončených pôrodov pre fetálny distres v prípade kombinovaného CTG a ST analýzy [4]. Následné doplňujúce sledovanie novorodencov preukázalo signifikantný pokles stredne ťažkej a ťažkej neonatálnej encefalopatie [23]. Neskôr zníženie metabolickej acidózy zaznamenali aj Noren a Carlsson počas 7 rokov používania STAN v rutinnej klinickej praxi [24] alebo autori holandskej štúdie, obsahujúcej 5681 žien [32]. Niektoré európske štúdie však zistenia o zlepšení perinatálnych výsledkov alebo o znížení operačne ukončených pôrodov nepotvrdili [25, 31]. Napriek rôznym záverom sa ST analýza stala v mnohých európskych pracoviskách súčasťou rutinnej praxe. Rozsiahlejšie metaanalýzy z posledných rokov, zahŕňajúce vyše 15 000 žien, sú však kritické. Zhodujú sa v zisteniach, že pridanie STAN k CTG sledovaniu nevedie k zlepšeniu perinatálnych výsledkov ani neznižuje počet cisárskych rezov [8, 20, 26].

ZÁVER

Diagnostika fetálnej hypoxie na základe doterajších dostupných metód je v mnohých prípadoch zložitá a následné rozhodovanie o pokračovaní alebo ukončení tehotnosti býva náročné. Poznaním možných príčin nesprávneho zobrazovania signálu zo srdca plodu vychádzajúcich z fyzikálneho princípu merania, sa dá predísť aspoň niektorým diagnostickým chybám. Na záznamy je potrebné nazerať s vedomím ich limitov a najnovších poznatkov o ich výpovednej hodnote.

Táto práca bola podporená projektom APVV-0315-11 a grantom UK/72/2013.

MUDr. Michaela Hrtánková

Gynekologicko-pôrodnícka klinika

JLF UK a UNM

Kollárova 2

036 01 Martin

Slovenská republika

e-mail: michaelahrtankova@gmail.com.