Неинвазивная электромиометрическая визуализация созревания матки человека во время доношенных родов

Nature Communications, том 14, номер статьи: 1198 (2023) Цитировать эту статью

3856 Доступов

206 Альтметрика

Подробности о метриках

Недавно была разработана электромиометрическая визуализация (ЭММИ) для неинвазивного и точного изображения трехмерной (3D) электрической активации матки во время схваток у овец. Здесь мы описываем разработку и применение человеческой системы EMMI для изображения и оценки трехмерных моделей электрической активации матки с высоким пространственным и временным разрешением во время родов у человека. Мы демонстрируем успешную интеграцию человеческой системы EMMI во время клинических визитов субъектов для неинвазивного создания карт электрического потенциала поверхности матки, электрограмм и последовательности активации посредством обратного решения с использованием до 192 электродов, распределенных по поверхности живота. Количественные показатели, включая кривую активации матки, разрабатываются и определяются для характеристики характера сокращений поверхности матки. Таким образом, мы показываем, что система EMMI человека может предоставлять подробные трехмерные изображения и количественную оценку сокращений матки, а также новое понимание роли созревания матки человека во время родов.

Двумя важными проблемами акушерства во всем мире являются остановка родов и преждевременные роды. Примерно 29% женщин рожают посредством кесарева сечения1, большинство из которых проводится в связи с родовой остановкой2. Кесарево сечение повышает риск материнской заболеваемости и неонатальной респираторной заболеваемости по сравнению с вагинальными родами3. Преждевременные роды случаются у 10,6% женщин во всем мире4, что сопровождается повышенным риском младенческой смертности в возрасте до 5 лет5, неблагоприятными отдаленными последствиями для развития нервной системы6 и увеличением экономического бремени для семьи и общества7. Точная оценка и интерпретация сокращений матки имеет важное значение для диагностики как родовой дисфункции, так и преждевременных родов. В современной клинической практике общие сигналы, генерируемые сокращениями матки, измеряются качественно с помощью токодинамометрии (ТОСО) или количественно с помощью инвазивного катетера внутриматочного давления (IUPC)8. Предыдущие исследования показали, что эти методы имеют ограниченную способность различать женщин, которые отреагируют на индукцию/аугментацию окситоцином и рожают вагинально, от тех, которым требуется кесарево сечение9. В частности, предыдущие исследования показали, что TOCO не может идентифицировать пациенток, рожающих в срок или преждевременно10,11. Кроме того, от 30 до 50% женщин с диагнозом преждевременные схватки рожают в срок12. Следовательно, для решения этих клинических проблем необходим более совершенный метод, позволяющий неинвазивно визуализировать и количественно определять сокращения матки.

Чтобы обеспечить безопасный и неинвазивный мониторинг сокращений матки, мы недавно разработали новый метод визуализации — электромиометрическую визуализацию (ЭММИ), который неинвазивно отображает электрические свойства сокращений матки с высоким пространственным и временным разрешением до 2 кГц у овец13,14,15. Мы продемонстрировали и подтвердили, что EMMI может точно отображать электрическую активность на всей трехмерной (3D) поверхности матки путем сравнения электрических сигналов матки, полученных с помощью EMMI на основе измерений поверхности тела (до 192 электродов), с сигналами, измеренными непосредственно на поверхности матки в овца13. Более того, с использованием модели овцы экспериментальные исследования моделирования, имитирующие шумовое загрязнение, ожидаемое в клинической среде, показали, что погрешность электрического шума в пределах физиологических диапазонов оказывает незначительное влияние на точность EMMI14,15.

Здесь мы описываем разработку человеческой системы EMMI для использования у рожениц. Эта человеческая система EMMI использовалась для надежного изображения трехмерных моделей электрической активации сокращений матки у нерожавших и повторнородящих женщин в активном первом периоде родов и демонстрирует, что EMMI может неинвазивно характеризовать начало и динамику электрической активации матки во время родовых сокращений. Трехмерные карты и индексы EMMI дают новое представление об электрическом созревании миометрия человека, которое представляет собой развитие способности матки соответствующим образом инициировать и проводить электрические сигналы через миометрий. Таким образом, будущее клиническое использование EMMI позволит лучше охарактеризовать течение родов и облегчить ведение родов.