Ultrasonografia dopplerowska w przedporodowej ocenie stanu płodu

Minisympozjum: Przedporodowa ocena stanu płodu

Margaret M. Ramsay, MA, MD, MRCP, MRCOG, V isiting Assistant Professor, Laboratory for Pregnancy and Newborn Research, Department of Physiology, Cornell University, Ithaca, NY 14853, Stany Zjednoczone. Tłumaczył Jan Borowiecki.

Techniki dopplerowskie po raz pierwszy zastosowano do pomiaru prędkości przepływu krwi tętniczej ponad 30 lat temu ¹ " a w 1977 pierwszy raz zastosowano je do oceny krążenia płodowego. Zainteresowanie położników początkowo koncentrowało się na ocenie sygnałów z tętnicy pępowinowej i naczyń krążenia maciczno-łożyskowego, co wynikało z obserwacji że nieprawidłowe krzywe przepływu były związane z niepomyślnym zakończeniem ciąży. Ograniczenie przepływu późno-rozkurczowego w tętnicy pępowinowej wiązano z opóźnieniem wzrostu płodu i śmiercią wewnątrzmaciczną ³ ; zaś nieprawidłowy przepływ w tętnicach macicznych powiązano z przedwczesnym oddzieleniem łożyska, stanem przedrzucawkowym i opóźnieniem wzrostu płodu ⁴ .

Jednakże wiele osób ma odczucie, iż badania dopplerowskie nie są tak cenne w postępowaniu klinicznym jak można byłoby po nich tego oczekiwać; że badanie dopplerowskie to jeden z tych "niepotwierdzonych testów dobrostanu płodu", którego położnicy poszukują od lat, w celu uzyskania informacji, kiedy konieczne jest ukończenie ciąży. W tym artykule chciałbym przedstawić podstawy naukowe ultrasonografu dopplerowskiej oraz to, jaką można uzyskać informację o dobrostanie płodu o znaczeniu zarówno naukowym jak i klinicznym. Chciałbym również zwrócić uwagę na ograniczenia tej techniki.

Co to jest sygnał dopplerowski?

Częstą przyczyną nieporozumień dotyczących ultrasonografii dopplerowskiej są problemy ze zrozumieniem czym właściwie jest sygnał dopplerowski. Częstotliwość fali dźwiękowej po odbiciu od ruchomego obiektu ulega zmianie w zależność od szybkości z jaką obiekt się porusza. Kiedy wiązka ultradźwiękowa o częstotliwości 2-10 MHz skierowana jest z głowicy w kierunku podskórnych naczyń krwionośnych fala dźwiękowa odbijana jest przez erytrocyty w strumieniu przepływającej krwi. Różnica pomiędzy sygnałem emitowanym i powracającym (tj. częstotliwość przesunięcia dopplerowskiego) znajduje się w zakresie słyszalnym 0-15 KHz ⁵ . Krzywe dopplerowskie są więc ciągłym profilem szybkości przepływu w naczyniu, w miejscu jego skrzyżowania z wiązką dopplerowska. Górny zarys krzywej przepływu tj. maksymalny profil przepływu pochodzi z najszybszego strumienia w osi naczynia.

Krzywe dopplerowskie nie reprezentują przepływu objętościowego a techniki łączące szybkości przepływu z polem przekroju naczynia nie są dokładne z powodu trudności pomiaru rzeczywistego przekroju naczynia oraz kąta padania wiązki ⁵ . Informacja zawarta w dopplerowskiej krzywej przepływu rożni się i nie jest równoważna przepływowi objętościowemu uzyskiwanemu przez mierniki elektromagnetyczne, które muszą być umieszczane wokół naczynia, tak więc mogą być stosowane tylko w badaniach na zwierzętach.

Dalsze zamieszanie w interpretacji krzywych dopplerowskich wynika z nierozważnego stosowania współczynników przepływu: Indeksu Pulsacji (Pl), Indeksu Oporu (Rł) i Współczynnika Skurczowo-Rozkurczowego (SD). Współczynniki te są różnymi sposobami porównywania przepływu skurczowego (S), rozkurczowego (D) i średniego (M):

PI=S-D/M, RI=S-D/S, SD=S/D

Współczynniki te są traktowane jako wykładniki naczyniowego oporu obwodowego, chociaż jest to tylko jeden z czynników wpływających na kształt krzywej przepływu w naczyniu tętniczym. Czynniki ogólne (rozmiar naczyń, czynność serca) i miejscowe (elastyczność ścian naczyń, stan sąsiadującego łożyska naczyniowego) również wpływają na kształt krzywej przepływu w naczyniu ⁷ . Dokładne określenie, która część krzywej przepływu zmieniła swój kształt lub wielkość często daje więcej informacji niż stwierdzenie że współczynnik przepływu wzrósł lub zmalał.

Na jakie pytania może odpowiedzieć analiza spektrum przepływu?

Krzywe dopplerowskie przedstawiają stan hemodynamiczny łożyska naczyniowego. Różne obszary naczyniowe mają charakterystyczne krzywe przepływu, zależne od odległości od serca, charakteru i rozmiarów naczynia, stanu skurczu bądź rożkurczu w dystalnej sieci naczyń włosowatych ⁵ . Na podstawie obserwacji kształtu krzywej przepływu można wnioskować o łożysku naczyniowym np. wysoki przepływ rozkurczowy wskazuje na niski opór obwodowy, przepływ wsteczny w późnej fazie skurczowej lub rozkurczowej jest związany z wysokim oporem obwodowym lub zmniejszonym napięciem ściany naczyniowej ⁷ .

W miarę przebiegu ciąży stwierdzono zmiany w kształcie fali przepływu w tętnicy pępowinowej i tętnicy macicznej, co można wytłumaczyć zmianami fizjologicznymi w ciąży. W l trymestrze ciąży w spektrum przepływu w tętnicy pępowinowej zwykle obserwuje się brak komponenty rozkurczowej, a ciągły przepływ w czasie całego cyklu pracy serca pojawia się prawidłowo około 14. tygodnia ciąży i od tego momentu przepływ diastoliczny istotnie narasta ³⁸ . W krzywej przepływu w tętnicy macicznej występuje wcięcie skurczowe, które prawidłowo zanika w połowie ciąży ⁸ . Te zmiany w przepływie połączono z rozwojem niskooporowego krążenia łożyskowego w następstwie inwazji trofoblastu w ścianę naczyń spiralnych z następowym powiększeniem się krążenia łożyskowego poprzez rozgałęzienie się drobnych naczyń łożyskowych ⁸ . Zmniejszenie przepływu łożyskowego w tętnicy pępowinowej w przebiegu ciąży wiązało się z obliteracją tętniczek w kosmkach lll-rzędowych łożyska ⁹ i opóźnionym wzrostem płodu. Utrzymywanie się wcięcia w krzywej przepływu w tętnicy macicznej stwierdzano w ciążach z niekompletną inwazją trofoblastu, to jest tam, gdzie w późniejszym okresie ciąży dochodziło do rozwoju stanu przedrzucawkowego i/ lub opóźnionego wzrostu płodu ¹⁰ .

Badanie dopplerowskie może wykazać adaptację płodu do niekorzystnego środowiska. Badanie dopplerowskie naczyń pępowinowych, aorty i naczyń mózgowych wykazało centralizację krążenia z ograniczeniem przepływu jelitowego ^11–12 w odpowiedzi na przewlekłe niedotlenienie. Podobną odpowiedź udokumentowano w badaniach eksperymentalych niedotlenienia u zwierząt ¹³ .

Wybitnie nieprawidłowe przepływy w tętnicy pępowinowej (tj z brakiem przepływu lub wstecznym przepływem rozkurczowym) -u płodów z opóźnionym wzrostem wewnątrzmacicznym wiązały się z hipoksemią i kwasicą ¹⁴ oraz nieprawidłową czynnością lewej komory ¹⁵ . Wśród płodów określonych wewnątrzmacicznie jako hipotroficzne badanie dopplerowskie różnicuje przypadki z dobrym rokowaniem (gdzie krzywe przepływu są prawidłowe) od przypadków o wysokim ryzyku niepomyślnego przebiegu, włączając zgon płodu, poród przedwczesny, pobyt w oddziale intensywnej terapii i cięcie cesarskie z powodu zagrażającej zamartwicy płodu (w krzywej przepływu występuje zmniejszony, brak lub wsteczny przepływ rozkurczowy) ¹⁶ .

Jednakże niewłaściwym byłoby traktowanie przepływów dopplerowskich jako bezpośredniego wykładnika pH i PaO2 płodu. W badaniach na zwierzętach u płodów ze znacznym niedotlenieniem wykazano brak istotnych zmian w wartościach współczynników przepływu w tętnicy pępowinowej ¹⁷ . Ważny jest bowiem mechanizm wywołujący niedotlenienie: jeśli jest ono rezultatem uszkodzenia sieci naczyniowej w łożysku to szybko prowadzi to do wystąpienia nieprawidłowych przepływów w tętnicy pępowinowej z korelacją pomiędzy stopniem uszkodzenia łożyska, utlenowaniem płodu i przepływem rozkurczowym ¹⁸ . Jeżeli przyczyną niedotlenienia jest mała podaż tlenu od matki, to wartości przepływu w tętnicy pępowinowej mogą nie być istotnie zmienione ¹⁷ . Ciężkie i długotrwałe niedotlenienie płodu ze współistniejącą kwasicą z powodu zmniejszonej kurczliwości serca i centralizacji krążenia może zmienić krzywą przepływu w tętnicy pępowinowej ¹⁷ .

Kiedy i jak stosować badanie dopplerowskie w praktyce położniczej?

Istnieją liczne dowody eksperymentalne uzasadniające badanie przepływów dopplerowskich w tętnicy pępowinowej w praktyce klinicznej. Metaanaliza badań kontrolowanych przepływu w tętnicy pępowinowej w ciążach wysokiego ryzyka pozwoliła wysunąć wniosek że "… postępowanie kliniczne uwzględniające wyniki badań dopplerowskich zmniejsza współczynnik śmiertelności okołoporodowej o 38% (przedział ufności 15%-55%)". Z chwilą kiedy klinicyści uzyskali dostęp do badań dopplerowskich zmniejszyła się również liczba hospitalizacji przedporodowych, cięć cesarskich z powodu zagrażającej zamartwicy płodu i indukcji porodów.

Wyniki te można zinterpretować w sposób sugerujący, iż wyniki badań dopplerowskich umożliwiły lepsze zróżnicowanie rzeczywiście zagrożonych płodów, co z kolei pozwoliło na lepsze określenie momentu ukończenia ciąży, zanim doszło do stanu maksymalnego zagrożenia.

Korzyści te nie były już tak oczywiste w dużych nieselektywnych badaniach populacyjnych gdzie badanie dopplerowskie wykonywano na początku i w połowie III trymestru ciąży ²⁰ . Badanie to wykazało, że ocena przepływów musi być prowadzona równolegle z ułtrasonograficzną oceną wzrostu płodu, co pozwala na lepszą interpretację obu badań.

Wierzę, że rola badania dopplerowskiego w. praktyce położniczej wiąże się badaniem ciąż wysokiego ryzyka, wtedy gdy pojawiają się szczegółowe pytania dotyczące krążenia płodowo- łożyskowego.

Nadciśnienie w ciąży

Badania przepływu krwi w tętnicy pępowinowej oraz w miarę możliwości w tętnicy macicznej są przydatne u pacjentek z nadciśnieniem rozwijającym się w przebiegu ciąży lub z istniejącym nadciśnieniem pochodzenia nerkowego. Badania te wskazują czy doszło do właściwego rozwoju krążenia łożyskowego oraz w przypadkach nieprawidłowych przepływów wskazują, u których płodów istnieje ryzyko opóźnionego wzrostu i przewlekłego niedotlenienia. Wskaźniki przepływu w tętnicy pępowinowej są pierwszym testem dobrostanu płodu, który wypada nieprawidłowo w ciążach z ryzykiem przewlekłego niedotlenienia, tak więc mogą stanowić wczesny sygnał ostrzegawczy, że nie wszystko w trakcie ciąży przebiega prawidłowo ²¹ . Nieprawidłowe przepływy w tętnicy pępowinowej powinny pociągnąć za sobą dalszą diagnostykę dobrostanu płodu obejmującą kardiotokografię, okresową ocenę wielkości i zachowania płodu oraz zwiększony stopień nadzoru płodu.

Opóźniony rozwój wewnątrzmaciczny płodu

Przepływ w tętnicy pępowinowej pomaga wykryć przyczyny opóźnionego wzrostu płodu; jeśli jest nieprawidłowy to sugeruje to raczej patologię łożyska (np. stan przedrzucawkowy) niż przyczynę płodową (np. wada dziedziczna, zespół genetyczny, nabyta infekcja). Stwierdzenie prawidłowego przepływu w tętnicy pępowinowej przy bardzo małym płodzie w stosunku do wieku ciążowego i prawidłowej objętości płynu owodniowego sugeruje występowanie czynnika płodowego; dalsza diagnostyka powinna obejmować dokładną ocenę anatomii płodu i w miarę możliwości określenie kariotypu. W przeciwieństwie do tego podwyższone wartości współczynników przepływu i zmniejszona objętość płynu owodniowego u małego płodu powinny skierować uwagę na dokładną ocenę ciężarnej pod kątem objawów stanu przedrzucawkowego, choroby nerek lub choroby tkanki łącznej (szczególnie tocznia układowego). Wskazana jest również ciągła ocena stanu zdrowia matki i płodu. Należy pamiętać że wady układu sercowo-naczyniowego płodu (szczególnie współistniejące z trisomią 13, 18 i 21) mogą być przyczyna nieprawidłowych przepływów w tętnicy pępowinowej ¹⁵ .

U pacjentek z opóźnieniem wewnątrzmacicznego wzrostu płodu w wywiadzie, ocena przepływów w tętnicy pępowinowej i biometrii płodu w drugiej połowie drugiego i w trzecim trymestrze ciąży pozwalają na wczesne postawienie rozpoznania. Pozwoli to na sensowne zaplanowanie opieki w końcowym okresie ciąży; np. czy potrzebne będzie wprowadzenie intensywnego nadzoru ultrasonograficznego i kardiotokograficznego. Tak więc badania dopplerowskie pozwolą na lepsze wykorzystanie dostępnych metod monitorowania dobrostanu płodu.

Ciąża mnoga

Zarówno ocena biometryczna jak i badanie przepływów w tętnicy pępowinowej są istotne w prowadzeniu ciąży mnogiej, pozwalając na określenie występowania ryzyka dla każdego z płodów ²² . Nieprawidłowe współczynniki przepływu u jednego z płodów wskazują na konieczność ścisłej obserwacji jedo wzrostu i dobrostanu. Wyraźnie różniące się współczynniki przepływu u płodów tej samej płci o różnej wielkości mogą wskazywać na zespół podkradania pomiędzy płodami uzasadniając konieczność wdrożenia intensywnego postępowania w Klinice Medycyny Matczyno-Płodowej.

KRWAWIENIE PRZEDPORODOWE

Krwawienie przedporodowe, szczególnie, nawracające, występujące w drugiej połowie drugiego trymestru i na początku trzeciego trymestru nasuwa niepewność co do dalszego rokowania dla płodu. W większości takich przypadków ciąża przebiega bez powikłań, ale pojawia się potencjalne ryzyko opóźnionego rozwoju wzrostu płodu i niedotlenienia spowodowane zmniejszeniem powierzchni wymiany łożyskowej. Badania przepływów krwi w tętnicy pępowinowej połączone z ultrasonograficzną oceną biometrii płodu pozwalają na lepszą ocenę ryzyka dla płodu i rozpoznanie przypadków wymagających intensywnego monitorowania i wcześniejszego porodu od tych gdzie bezpieczny będzie mniej intensywny nadzór. Różnice sygnału z obu tętnic pępowinowych sugerują obecność dużego zawału łożyska obejmującego dorzecze jednego z naczyń.

Ciąża przeterminowana

Przed podjęciem decyzji odnośnie aktywnego bądź wyczekującego postępowania w ciąży przeterminowanej rozsądna będzie ocena ultrasonograficzna wzrostu płodu, objętości płynu owodniowego i przepływu w tętnicy pępowinowej.

Problemy z techniką dopplerowską

Wynik badania dopplerowskiego jest na tyle wiarygodny, na ile osoba wykonująca badanie potrafi to robić. Należy zwrócić uwagę na właściwą identyfikację naczynia, pełne objęcie go wiązką dopplerowską oraz uniknięcie czynników zaburzających ocenę jak ruchy płodu, ruchy oddechowe oraz istotne zmiany czynności serca ¹¹ . Czasami uzyskanie dobrego sygnału dopplerowskiego wymaga dużej cierpliwości co nie zawsze idzie w parze z pracą w zatłoczonych poradniach przedporodowych.

Dobrej jakości sygnał przepływu z tętnicy macicznej jest trudny do uzyskania i wymaga ultrasonografu z kolorowym Dopplerem do dokładnej identyfikacji naczynia i wyboru tego samego punktu do badania (w pobliżu odejścia od tętnicy biodrowej wewnętrznej). Jeśli taka procedura nie będzie spełniona identyfikowane będą różne naczynia krążenia płodowo-łożyskowego, co istotnie ograniczy wartość naukową badania. W większości oddziałów patologii ciąży nie praktykuje się rutynowej oceny przepływów w tętnicach macicznych, chociaż metodę tę zalecano jako test przesiewowy w II trymestrze ciąży ¹⁰ Ocena przepływu w tętnicy macicznej w li trymestrze ciąży ma, przy niskiej czułości, dużą swoistość w ocenie niepomyślnego przebiegu ciąży (tzn. śmierci wewnątrzmacicznej, krwotoku przedporodowego i opóźnionego wzrostu) chociaż dużo lepiej przewiduje późniejszy rozwój średniego lub ciężkiego stanu przedrzucawkowego ¹⁰ . Tak więc nieprawidłowy wynik powoduje wiele zamieszania i wiele niepotrzebnych interwencji przy względnie niewielkiej liczbie wykrytych trudnych przypadków.

Ogólnie, mało wynika z "rutynowej" oceny przepływów w tętnicy pępowinowej bez specjalnych wskazań klinicznych; tak jak małą wartość ma jeónostKowy pomiar biometryczny. Obydwa powinny być ukierunkowane na ciąże ze znanym czynnikiem ryzyka, pojawiającym się de novo lub znanym z wywiadu; obydwa też dają najwięcej informacji kiedy wykonywane są w odstępach czasu umożliwiających wyznaczenie tendencji rozwoju płodu. Badania dopplerowskie niosą informacje o stanie łożyska naczyniowego w momencie badania, tak więc są korzystniejsze w aspekcie oceny aktualnego stanu płodu, niż jako badanie przesiewowe czy jako prognostyk odległego rokowania.

Problemem pozostają pomiary fali przepływu. Obecnie używane współczynniki (Pl, Rl, SD) nie dają możliwości określenia czy zmiany dotyczą komponenty skurczowej czy rozkurczowej fali (mają one różne znaczenie fizjologiczne). Trudno jest również określić, kiedy zmiany są na tyle nieprawidłowe, aby pociągać za tym kliniczne implikacje. Stosowane jest zawsze porównanie wartości współczynników przepływu z podanymi wartościami referencyjnymi, ale obserwacje takich elementów jak utrzymujące się wcięcie w krzywej przepływu w tętnicy macicznej, brak przepływu lub wsteczny przepływ w tętnicy macicznej, są często bardziej znaczące niż same wartości współczynników. Nieprawidłowość jest zwykle   określana jako odchylenie powyżej 2SD normy dla wieku ciążowego, ale związek pomiędzy wzrostem wartości współczynników przepływu a ryzykiem dla ciąży nie jest linijny. Ważne jest badanie tendencji zmian współczynników przepływu. Wysokie wartości, które narastają w czasie, mają większe znaczenie niż takie, które obniżają się, pomimo że są powyżej normy ³ .

Perspektywy dalszego rozwoju

Jak już przedstawiono więcej informacji uzyskuje się ze wzrokowej oceny kształtu fali przepływu niż z pomiarów współczynników przepływu takich jak Pl, Rl i SD. Obecnie ocenia się wyszukane metody analizy kształtu fali przepływu, bazujące na analizie Fourierowskiej składowych wyjściowej fali przepływu ⁷ . Metody te dają nadzieję na możliwość uzyskania informacji o krążeniu powyżej i poniżej miejsca badanego, jak i informacji odnośnie napięcia ściany naczynia: ten ostatni element         pośrednio odzwierciedla ciśnienie tętnicze ⁷ .

W ostatnich badaniach oceniano inne naczynia płodowe, uwzględniając część żylną układu krążenia oraz parametry przepływu wewnątrzsercowego ^23,24 . Pierwszym elementem w ocenie przepływu w każdym naczyniu jest określenie zakresu norm w przebiegu ciąży prawidłowej, jeszcze przed zdefiniowaniem zmian związanych ze stanami patologicznymi. W badaniach dopplerowskich płodu punktem wyjścia zawsze będą tętnice pępowinowe, ponieważ pomiary przepływu w nich są najłatwiejsze oraz najlepiej określono zarówno wartości prawidłowe jak i nieprawidłowe. Stwierdzenie nieprawidłowości powinno pociągnąć za sobą badanie innych naczyń: aorty, tętnic mózgowych, żyły głównej, przewodu żylnego etc.

Ciekawe zmiany stwierdzono w przypadkach zagrożenia płodu (które wymagały cięcia cesarskiego z powodu zamartwicy lub stanu przedrzucawkowego lub które zmarły wewnątrzmacicznie w ciągu 10 dni od badania) -stwierdzono występowanie pulsacji w żyle pępowinowej i przepływu wstecznego w żyle głównej dolnej, żyle wątrobowej i przewodzie żylnym w czasie skurczu przedsionków ²⁴ . Badania dopplerowskie w ocenie hemodynamicznej innych części układu krążenia płodu w ciąży prawidłowej i powikłanej przewlekłym niedotlenieniem nie dają cennych informacji, które byłyby pomocne w postępowaniu w ciąży wysokiego ryzyka. Ponadto, jak dotąd, zmiany te nie są na tyle precyzyjnie zdefiniowane, aby mogły wpływać na postępowanie kliniczne; wymagane jest również posiadanie dobrego sprzętu i odpowiednie doświadczenie osoby badającej w celu uzyskania miarodajnych sygnałów z wielu badanych naczyń.

Inne kierunki prowadzonych badań obejmują wyjaśnienie wpływu na przepływy dopplerowskie zachowania się płodu, chorób matki (np. cukrzycy) i leków podawanych matce (np. kortykosteroidów).

Wnioski

Nie wystarczające jest stwierdzenie, że krzywa przepływu w badanym naczyniu odbiega od normy i uznanie tego faktu jako uzasadnienie do interwencji położniczej. Przy uzyskaniu nieprawidłowego wyniku badania dopplerowskiego następnym pytaniem jest, co ten fakt oznacza w kategoriach fizjologii lub patologii. Na przykład stwierdzenie niskooporowego przepływu mózgowego u płodu z podejrzeniem niedotlenienia potwierdza rozpoznanie. Jednakże niedotlenienie płodu prowadzi do centralizacji krążenia co jest prawidłową, fizjologiczną odpowiedzią na niekorzystne środowisko, w którym się on znajduje. Obraz też nie wskazuje na konieczność ukończenia ciąży; należy ocenić inne czynniki takie jak wiek ciążowy i wyniki innych testów oceniających dobrostan płodu (kardiotokografia, profil biofizyczny, być może badania dopplerowskie innych naczyń). Jednakże badania dopplerowskie pozwalają na wyodrębnienie grupy ciąż wysokiego ryzyka i pozwalają na zaplanowanie właściwej strategii postępowania.

Technika dopplerowska stosowana jako metoda w ocenie hemodynamiki płodu, równolegle z obrazowaniem ultrasonograficznym struktur płodowych, stanowi olbrzymi potencjał przesuwający diagnostykę płodową w dwudziesty pierwszy wiek.

Piśmiennictwo