Spektroskopia w bliskiej podczerwieni oraz pulsoksymetria podczas porodu

Minisympozjum: Monitorowanie płodu

S. G. Hodgett Research Fellow in Obstetrics and Gynaecology, R. J. Hamilton Senior Registrar in Obstetrics and Gynaecology, P. M. S. O' Brien Professor of Obstetrics and Gynaecology: Academic Department of Obstetrics and Gynaecology, Keele University, North Staffordshire Hospitals NHS Trust, Stoke-on-Trent, Wielka Brytania. Tlumaczył Andrzej Nienartowicz

D obrze udokumentowane ograniczenia obecnie stosowanych metod nadzoru śródporodowego pobudziły badania i rozwój wielu nowych metod, posiadających potencjalne możliwości oceny stanu płodu. Spośród nich na uwagę zasługują spektroskopia widma bliskiego podczerwieni oraz pulsoksymetria, dostarczające informacji dotyczących stanu utlenowania płodu, przy czym w obu tych metodach używane jest światło w zakresie widma bliskiego podczerwieni.

Spektroskopia widma bliskiego podczerwieni

Podstawy naukowe

Po raz pierwszy metodę tę opisał Jobsis 1 w 1977 i odtąd była używana do badań naukowych u dorosłych i noworodków. Metodę tę zastosowano ostatnio do śródporodowego monitorowania płodu 2,3 . Światło w zakresie widma bliskiego podczerwieni (o długości fali 700-1000 nm) łatwiej przenika przez tkanki aniżeli światło widzialne. Zwłaszcza, że niektóre chromatofory w mózgu płodu wykazują zależną od tlenu absorpcję światła w tym zakresie widma. Są nimi hemoglobina oraz utleniona forma enzymu łańcucha oddechowego -oksydazy cytochromowej.

Prawo Beera-Lamberta w swej zmodyfikowanej wersji określa zależność między absorpcją światła a stężeniem chromatoforu pochłaniającego to światło w tkance ustroju. W swej najprostszej formie może ono zostać wyrażone następująco:

A = eCnL + B

A jest absorpcją światła o specyficznej długości fali przez chromatofor o stężeniu C, wraz ze współczynnikiem zależnej od długości fali absorpcji e, przy drodze przebytej przez światło nL . L jest długością liniową między punktem pomiaru oraz miejscem wysłania światła, a n jest jest mnożnikiem różnicowym długości ścieżki (DPF), który uwzględnia rozpraszające właściwości tkanki. B jest stałą określającą niezależną od tlenu absorpcję światła przez struktury, których nie można ocenić w sposób ilościowy, a przyjmuje się iż ta absorpcja jest stała. Tak więc zmiana stężenia chromatoforu w czasie może zostać obliczona bez znajomości współczynnika B:

D A = D C(enL )

Ilościowa ocena absorpcji światła przy 3 długościach fali z bliskiego podczerwieni zakresu widma zezwala na obliczenie poprzez serię algorytmów: zmiany stężenia oksydazy cytochromowej, utlenowanej hemoglobiny (HbO 2 ) jak i odtlenowanej hemoglobiny (Hb). DPF zostało ustalone doświadczalnie w badaniach autopsyjnych płodów po porodach przedwczesnych 4 i zastosowane w badaniach klinicznych płodów i noworodków.

Urządzenie

Przenośny spektrofotometr zawiera szereg półprzewodnikowych diod laserowych, emitujących światło monochromatyczne o różnej długości fal. Impulsy światła zostają wysłane światłowodem do płodu, a niezaabsorbowane światło zostaje zebrane przez podobny światłowód, odebrane przez fotodiodę lawinową i wzmocnione. Odebrane światło zostaje uśrednione w czasie tak, aby zmaksymalizować sygnał w stosunku do szumu. Zmiany w absorpcji światła zostają przetworzone w zmiany stężenia chromatoforów, a dane przechowane są w komputerze w celu późniejszej analizy.

Względna niedostępność płodu nie pozwala na umieszczenie optody (dioda specjalnej konstrukcji) przekaźnikowej ani odbiorczej po obu stronach główki, tak jak to ma miejsce w pracy klinicznej z noworodkami i dorosłymi. Zatem odbiciowy tryb monitorowania odbywa się poprzez zintegrowanie optody emitującej i odbierającej w jednej sondzie. Pierwotnie przyleganie sondy do główki płodu zależało od ucisku matczynych tkanek miękkich 2,3 . Obecne konstrukcje składają się z miękkich materiałów elastycznych, integrujących optodę emitującą i odbierającą w ustalonej odległości między nimi. Przytwierdzenie sondy do główki płodu odbywa się za pomocą przyssawki niskociśnieniowej (150 mm Hg) 5 . Takie sondy można przytwierdzić w sposób niezawodny po pęknięciu pęcherza płodowego, począwszy od rozwarcia 3 cm. Przy zakładaniu sondy pomija się punkt prowadzący, jako że przedgłowie zaburza zarówno penetrację światła, jak również zakłóca fiksację sondy. Nie jest konieczne precyzyjne ustawienie sondy w konkretnym punkcie owłosionej skóry główki płodu, gdyż światło w zakresie widma bliskiego podczerwieni penetruje do głębokości 8, 5 cm 6 , tak więc zasadnicza część mózgu zostanie prześwietlona. Częstość serca płodu (FHR) oraz skurcze macicy są rejestrowane standardowym kardiotokografem (KTG) i zapisywane w pamięci komputera do późniejszej analizy.

Analiza danych

Suma zmiany w stężeniu HbO 2 i Hb daje zmianę stężenia całkowitej hemoglobiny (HbT), która z kolei odzwierciedla zmianę objętości krwi w mózgu. Znajomość stężenia hemoglobiny w krwi pępowinowej oraz wskaźnika hematokrytowego między mózgowymi a dużymi naczyniami, umożliwia obliczenie faktycznej zmiany objętości krwi mózgowej 7 , z której to informacji można wnioskować o zmianach hemodynamicznych wewnątrz mózgu płodu.

Zaproponowano również pomiary utlenowania mózgu posiadające większe znaczenie kliniczne: wskaźnik utlenowania hemoglobiny (Ol) oraz średnie wysycenie tlenem mózgowej hemoglobiny (SmcO 2 ). Poniższe wzory definiują wymienione powyżej parametry:

OI = D HbO 2 – D Hb

SmcO 2 = D HbO 2 x 100 /D [HbO 2 + Hb]

Jak wykazały badania pulsoksymetrem noworodków leczonych tlenem, Ol w zakresie stężeń fizjologicznych koreluje z wysyceniem krwi tętniczej tlenem 7 . Korelacji tej nie ustalono jeszcze dla niższych zakresów wysycenia tlenem u płodu. Pozostałą zmienną SmcO 2 można obliczyć tylko wtedy, kiedy zmiana stężenia HbO 2 i Hb dokonują się w tym samym kierunku od linii podstawowej 2 . Niemniej jednak wstępne wartości SmcO 2 uzyskane podczas porodu okazują się być porównywalne do tych, uzyskanych u płodu za pomocą pulsoksymetrii 8 oraz zgodne z oczekiwanymi wartościami fizjologicznymi.

Oksydaza cytochromowa

Początkowy entuzjazm co do potencjalnych możliwości informacyjnych zmian stężenia utlenowienia oksydazy cytochromowej, mających ocenić stan utlenowania tkanki, nie znalazł potwierdzenia. U zwierząt w warunkach niedotlenienia obserwowano zmiany stężenia utlenowanej postaci oksydazy cytochromowej 1 , ale nie obserwowano takich zmian podczas monitorowania śródporodowego.

 Ryc. Sonda NIRS Keele (u góry) oraz czujnik pulsoksymetru Nellcor (u dołu). Diody: emitująca i odbierająca sondy NIRS s
Ryc. Sonda NIRS Keele (u góry) oraz czujnik pulsoksymetru Nellcor (u dołu). Diody: emitująca i odbierająca sondy NIRS są zintegrowane w silikonowej końcówce, którą zakłada się na skalp płodu i umocowuje za pomocą podciśnienia. Czujnik pulsoksymetru integruje dwie emitujące światło diody oraz fotodiodę. Zakrzywienie końcówki jest pomocne przy ustalaniu czujnika na policzku płodu i przytrzymywaniu za pomocą ucisku matczynych tkanek miękkich.

Co więcej, istnieją dowody wskazujące na nieistotność zmian redoksowych oksydazy cytochromowej w fizjologicznym zakresie wysycenia tlenem u noworodków 9 .

Bezpieczeństwo

Natężenie światła emitującego światłowodu jest o około jeden rząd wielkości niższe od uznanych międzynarodowych standardów bezpieczeństwa dla ekspozycji oka i skóry na światło laserowe. Zakłada się, że natężenie światła w mózgu płodu jest nawet niższe niż w skórze. Umieszczanie sondy w taki sposób, aby uniknąć kontaktu z twarzą i oczami płodu stanowi dodatkowy środek ostrożności.

Pulsoksymetria

Podstawy naukowe

Oksymetria impulsowa, w przeciwieństwie do spektroskopii bliskiej podczerwieni (NIRS), została już szeroko zastosowana u dorosłych i noworodków oraz wydatnie spotęgowała możliwości monitorowania pacjenta w anestezjologii i w intensywnej opiece. Różnice we właściwościach absorpcyjnych Hb i HbO 2 przy dwóch długościach fal świetlnych, jednej w paśmie czerwieni a drugiej w zakresie bliskim podczerwieni, określają wysycenie tlenem. Zmierzony zostaje stosunek niezabsorbowanego światła czerwonego do podczerwonego, przy czym nie jest wymagana ocena ilościowa długości ścieżki optycznej, a po ponownym użyciu algorytmów wyprowadzonych z prawa Beera-Lamberta oblicza się wysycenie hemoglobiny tlenem. Uważa się, że ocena tej proporcji na szczycie sygnału impulsowego, po wykluczeniu absorpcji światła spowodowanej obecnością skóry, tkanek miękkich oraz krwi żylnej, przedstawia wysycenie tlenem krwi tętniczej.

Aparatura

Oksymetr impulsowy składa się z dwóch emitujących światło diod oraz z fotodiody -odbiornika niezabsorbowanego światła. Uzyskany sygnał zostaje wzmocniony tak, aby spotęgować go powyżej poziomu szumów. Jakość sygnału zostaje oceniona na podstawie jego amplitudy, regularności oraz synchroniczności z FHR.

Kilku autorów opisywało przystosowanie oksymetrii impulsowej do oceny stanu płodu 10,11 . Podobnie jak w NIRS, transmisyjna oksymetria impulsowa jest niepraktyczna, wobec czego wymagany byłby raczej odbiciowy tryb monitorowania. Odbite impulsy są mniejsze niż transmisyjne z powodu niedoskonałości technologicznej czujników. Efekt ten w połączeniu z niższą amplitudą sygnału ze stosunkowo mniejszego łoża naczyniowego płodu, wyraża się bardzo małym sygnałem odebranym w stosunku do wysłanego.

Opisano dotąd różne sposoby przymocowywania czujnika do skóry skalpu płodu, w tym inwazyjne konstrukcje zaciskowe 10 , systemy wykorzystujące podciśnienie 11 lub ucisk matczynych tkanek miękkich 12 oraz przymocowywania balonem 10 . Obecnie stosowane są czujniki przytwierdzone do policzka lub skroni płodu, przy czym unika się rejonów owłosionych, które z powodu swego wpływu na absorpcję światła pogarszają pomiary wysycenia tlenem 13 . Takie czujniki można zakładać począwszy od rozwarcia 2 cm, przy pękniętym pęcherzu płodowym. Niecałkowity kontakt czujnika światła ze skórą płodu może spowodować artefakty pomiarowe z powodu obniżonej absorpcji podczerwieni w stosunku do światła czerwonego na granicy faz powietrze-skóra, co zaniża pomiary wysycenia tlenem 10 .

Weryfikacja

Wartości uzyskane za pomocą odbiciowej pulsoksymetrii zostały zweryfikowane w badaniach płodów jagnięcych in utero 14 ; stwierdzono dobrą korelację z wysyceniem tlenem krwi tętniczej.

Wcześniejsze obserwacje 10 dokonane przy użyciu zmodyfikowanych pulsoksymetrów miały tendencję do wskazywania zaskakująco niskich wartości wysycenia tlenem tkanek płodu, prawdopodobnie z powodu wyskalowania instrumentów do zakresu wartości dla dorosłych i ekstrapolowania wyników do niższego zakresu dla płodu. Aktualnie używany pulsoksymetr do badania płodu Nellcor N-400 jest skalibrowany w zakresie 10-100% wysycenia tlenem. W tym systemie używa się odmiennych długości fal świetlnych niż w konwencjonalnych pulsoksymetrach, aby w ten sposób zoptymalizować precyzję pomiarów przy niskich wysyceniach, stwierdzanych u płodu.

Badania kliniczne

Wpływ skurczów macicy

W/RS. Początkowe badania monitorowania śródporodowego wykazały dwa najczęstsze wzorce zależności od skurczów macicy: wzorzec współzmienny, w którym występuje jednoczesny spadek stężeń HbO 2 , Hb i HbT, oraz wzorzec rozbieżny, gdzie spadkowi stężenia HbO 2 towarzyszy wzrost stężenia Hb. Opisano również dwa rzadsze wzorce: wzrostowy, gdzie stężenia HbO 2 , Hb i HbT wzrastają, oraz płaski, wykazujący brak oczywistej reakcji 23 .

Próbną interpretację powyższych wzorców można wyprowadzić z badań płodów jagnięcych 15 . Bezpośredni ucisk główki prowadzi do niedokrwienia mózgu poprzez utrudnienie krążenia tętniczego oraz zwiększenie odpływu żylnego. Mogłoby to wyjaśniać współzmienny wzorzec zmian towarzyszący zmniejszeniom objętości krwi mózgowej. Można byłoby zatem postulować, że bezpośredni nacisk, wystarczający do zmniejszenia tylko niskociśnieniowego przepływu żylnego, spowoduje wzrost objętości krwi w mózgu, analogicznie do wzorca wzrastania. Wzorzec rozbieżny może przedstawiać przejściowe odsycenie krwi mózgu, w wyniku prawdopodobnie mniejszej podaży tlenu 2 . Niemniej możliwe jest jednak, że bezpośredni ucisk na czujnik optyczny może wytworzyć sztuczną zmianę długości ścieżki optycznej, której skala udziału w zmianach parametrów NIRS nie jest jeszcze jasna.

Peebles i wsp. stwierdzili u 10 płodów, że częstotliwość skurczów macicy koreluje dodatnio ze zmianą mózgowego HbO 2 a ujemnie ze zmianą Hb 16 . 2-3-minutowa przerwa międzyskurczowa była progiem, poniżej którego stężenie Hb0 2 na ogół obniżało się, a Hb wzrastało. Badania 27 płodów, przeprowadzone przez grupę Keele 5 wykazały istotną korelację między czasem trwania przerwy miedzyskurczowej, zmianami HbO 2 i Ol. Wykazali oni, że długie przerwy międzyskurczowe pozwalały na powrót utlenowania mózgu do poprzedniego poziomu, a tym samym zwiększały potencjał gotowości do zmiany. Krótkie przerwy doprowadzały do obniżenia się linii podstawowej utlenowania mózgu pomiędzy skurczami. Jednak nie stwierdzono żadnego związku między wskaźnikami utlenowania mózgu a siłą skurczu, mierzoną wewnątrzmacicznym czujnikiem ciśnienia.

Pulsoksymetria

Badania 16 rodzących w pierwszym okresie porodu wykazały istotny wzrost wysycenia tlenem krwi tętniczej podczas skurczów, wraz z następowym jego spadkiem poniżej linii podstawowej po skurczu oraz powrotem do poziomu wyjściowego po 2 minutach 17 . Taki wzrost wysycenia tlenem zdaje się sugerować, że skurcz macicy wstrzykuje bolus utlenowanej krwi do płodu z następowym zanikiem wysycenia, podobnie jak ma to miejsce w przypadku wstrzymywania oddechu 17 . Jednakże, taki przejściowy wzrost wysycenia tlenem mógłby być również artefaktem powstałym wskutek ściślejszego przylegania czujnika do skóry płodu 10 .

Wpływ podawania tlenu matce

Nirs

Wpływ podawania tlenu matce na stopień utlenowania mózgu płodu był obserwowany u 10 rodzących, znieczulonych zewnątrzoponowo, bez cech zagrożenia płodu 18 . Stwierdzono, że podawanie przez maskę przez 15 minut 60% tlenu istotnie zwiększyło poziom mózgowego HbO i obniżyło poziom Hb u płodu. Ol jak również SmcO 2 wykazały istotny wzrost, przy czym szczyt wartości został osiągnięty po 10, 7 minutach, licząc od początku podawania tlenu. Ale podobne badania podawania 60% tlenu matce u ośmiu rodzących wykazały niewielki tylko wzrost Ol w czterech przypadkach przy braku zmian u pozostałych 19 . W tym ostatnim badaniu, przy użyciu metod statystycznych różnicujących dane w celu uzyskania klarownego obrazu wpływu tlenu, usunięto tendencje mózgowego wysycenia tlenem u płodu występujące przed podaniem tlenu.

Pulsoksymetria

U ośmiu rodzących znieczulonych zewnątrzoponowo i podczas pierwszego okresu prawidłowego porodu, podawanie 27% i 100% tlenu spowodowało istotny wzrost wysycenia tlenem krwi tętniczej płodu. Szczyt reakcji nastąpił w 9. minucie od rozpoczęcia podawania tlenu, przy czym istotnie większy wzrost wysycenia stwierdzonopo podaniu 100% tlenu 20 . Jednak podobne badanie u 20 rodzących, bez oznak zagrożenia płodu, wykazało tendencję wzrostową wysycenia tlenem u płodu po podaniu matce 40% tlenu, ale wzrost ten nie osiągnął istotności statystycznej 21 . Podawanie 100% tlenu wywołało istotny wzrost wysycenia tlenem płodowej krwi tętniczej, o ile tlen podawano przez 20 minut, a po tym okresie nie wystąpiła już żadna dodatkowa zmiana.

Zaburzenia czynności serca płodu (fhr)

Nirs

Zauważono, iż wczesne deceleracje FHR kojarzą się z rozbieżnym wzorcem zmian, co nasuwa myśl o przejściowym obniżeniu wysycenia krwi mózgu płodu 2 . Fakt, że Smc0 2 nie może zostać obliczony dla rozbieżnego wzorca, stanowi duże ograniczenie użyteczności tego parametru. Wpływ późnych deceleracji na utlenowanie mózgu płodu zostało poddane ocenie u 10 płodów, znajdujących się w ostatniej godzinie porodu. Zmiany utlenowania towarzyszące skurczom z późnymi deceleracjami porównano z kontrolną grupą skurczów u tego samego płodu, w których nie występowały anomalie

FHR (22). Spadek HbO 2 i Ol był znamiennie większy podczas skurczów towarzyszących późnym deceleracjom aniżeli w grupie kontrolnej skurczów. Dla siedmiu płodów możliwe było obliczenie SmcO 2 , ale nie stwierdzono oczywistych różnic między obydwiema grupami skurczów.

Pulsoksymetria

Wykazano, że nieprawidłowości w zapisie kardiotokograficznym przy prawidłowych wynikach stężeń gazów oddechowych ze skóry skalpu płodu oraz przy prawidłowej punktacji skali Apgar, przebiegają ze stabilnym wzorcem wysycenia krwi tętniczej tlenem 10 . Jednakże w tym samym badaniu u czterech płodów, które rozwinęły kwasicę metaboliczną, stwierdzono niestabilną linię podstawową wysycenia tlenem jeszcze przed tym, jak rozpoznanie postawiono na podstawie badania krwi włośniczkowej. W innym opracowaniu doniesiono o prawidłowej linii podstawowej tętniczego wysycenia tlenem, które towarzyszyły anomaliom KTG, przy braku objawów kwasicy metabolicznej 12 . Ale w przypadkach kwasicy metablicznej wystąpiło jednak obniżenie linii podstawowej wysycenia tlenem. Potencjalne możliwości pulsoksymetrii jako alternatywnej metody do badania gazometrycznego krwi włośniczkowej przy nieprawidłowych zapisach FHR zostało ocenione w badaniu 26 płodów 23 . Nie wykryto żadnej zależności między pH krwi włośniczkowej a wynikami pulsoksymetrii. Powyższy wniosek zbiega się z wynikami innego badania, gdzie synchroniczne pomiary pulsoksymetrem i pH krwi skalpu u 27 płodów z nieprawidłowym zapisem FHR, nie wykryły współzależności 24 .

Współzależność z ostatecznym wynikiem porodu

Nirs

Udoskonalona konstrukcja i technika przytwierdzania współczesnych sond zapewnia należyte przyleganie do główki płodu aż do momentu porodu, umożliwiając tym samym porównanie ostatecznych pomiarów z utlenowaniem mózgu. U 33 płodów monitorowanych przez 30 minut porodu wystąpiła istotna korelacja między SmcO 2 a pH i deficytem zasad krwi tętniczej i żylnej, ale również brak korelacji z punktacją w skali Apgar

Pulsoksymetria

Badania pulsoksymetryczne prowadzone przez 30 minut porodu u 28 płodów wykazały istotną korelację z wysyceniem tlenem krwi żylnej pępowinowej, ale nie tętniczej 26 . Obserwowano również istotną zależność między pulsoksymetrią a pH, zarówno krwi żylnej jak i tętniczej, ale brak korelacji z punktacją w skali Apgar. W dalszym badaniu 39 płodów wykazujących nieprawidłowości FHR w l okresie porodu, porównano śródporodowo, przez okres 10 minut wyniki pulsoksymetrii z wynikami gazometrii z pępowiny oraz punktacją w skali Apgar 27 .

Tabela Porównanie NIRS i pulsokymetrii

Spektroskopia widma bliskiego podczerwieni

Pulsoksymetria

Światło w pobliżu podczerwieni

Światło czerwone i w pobliżu podczerwieni

Trzy lub więcej długości fal świetlnych

Dwie długości fal świetlnych

Kosztowna technologia (diody laserowe)

Stosunkowo niedroga technologia (diody emitujące światło)

Jeszcze niedostosowana do użytku klinicznego

Przyjęta do użytku klinicznego u dorosłych i noworodków

Mierzy zmianę utlenowania mózgu oraz średnie wysycenie tlenem hemoglobiny w mózgu

Mierzy tylko tętnicze wysycenie tlenem

Parametry utlenowania w mózgu jeszcze nie przyjęte w praktyce klinicznej

Tętnicze wysycenie tlenem jest parametrem uzasadnionym klinicznie

Nieokreślony jeszcze zakres wartości prawidłowych

Szeroki zakres wartości prawidłowych

Potencjalna możliwość ilościowej oceny zmian hemodynamicznych w mózgu

Brak potencjalnych możliwości pomiarów hemodynamicznych w mózgu

Stwierdzono istotną korelację wartości tętniczego wysycenia tlenem tuż przed porodem i pH krwi żylnej pępowinowej oraz punktacji w skali Apgar po 1 minucie. Nie występowała jednak zależność między wynikiem pulsoksymetrii a wysyceniem tlenem krwi w żyle pępowinowej.

Aktualne ograniczenia

Zastosowanie NIRS do śródporodowego monitorowania zakłada istnienie stałego rozproszenia światła w obrębie główki płodu, a tym samym stałej długości ścieżki optycznej i DPF. Takie założenie może okazać się niesłuszne, jako że wiek ciążowy, stopień mielinizacji oraz patologia wewnątrzmózgowa mogą wywierać wpływ na wewnątrzczaszkowe rozproszenie światła. Co więcej, działanie ciśnienia na czujnik optyczny może mieć wpływ na długość ścieżki optycznej poprzez zmianę odstępu między diodami, DPF lub obu naraz.

Badano wpływ ciśnienia skurczów macicy podczas śródporodowego monitorowania martwego płodu, który nie posiadał zdolności do zmiany swego statusu tlenowego 28 . Wykazanie w tym badaniu obecności współzmiennych i rozbieżnych wzorców zmian, o podobnej wielkości co u płodów żywych, stanowi wyzwanie dla naszej aktualnej interpretacji fizjologicznej dotyczącej parametrów NIRS. Co więcej, wyliczenie wartości SmcO 2 u martwego płodu na poziomie 72%, kwestionuje znaczenie tego pomiaru, jako parametru utlenowania mózgu płodu, jednocześnie wskazując na konieczność dalszych wyliczeń w zakresie wpływu ciśnienia skurczów macicy. Zachęcające wyniki wstępnych badań przy użyciu optycznej spektroskopii o modulowanej intensywności do ciągłego pomiaru ścieżki optycznej sugerują, że zwiększanie się ścieżki optycznej podczas skurczów macicy jest klinicznie mało istotne, gdyż prowadzi jedynie do małej (nieznamiennej) zmiany stężenia chromatoforu 29 . Niemożność oceny ilościowej absorpcji światła przez tło oznacza, że jesteśmy w stanie mierzyć tylko zmianę w stężeniu chromatoforu, co ogranicza kliniczną wartość tej metody. Zanim metoda NIRS zostanie rozpatrywana jako użyteczny dodatek do aktualnych sposobów monitorowania śródporodowego, konieczna będzie bezwzględna ocena ilościowa powyższego parametru.

Pomiar wysycenia tlenem podczas porodu przedstawia wiele zalet nad innymi metodami ilościowymi badania stanu utlenowania płodu. Pulsoksymetria jest stosunkowo tania, nieinwazyjna i reaguje szybko na zmiany wysycenia tlenem. Niewielkim zmianom ciśnienia parcjalnego tlenu towarzyszą duże zmiany wysycenia tlenem, ponieważ płód funkcjonuje w stromym zakresie krzywej dysocjacji tlenu. Pulsoksymetria jest również czuła na kwasicę, która przesuwa krzywą dysocjacji tlenu w prawo i prowadzi do spadku wysycenia tlenem, pomimo prawidłowego p0 2 . Niemniej jednak, pozostaje wiele kwestii, które nakładają się dodatkowo na problemy z umocowaniem sondy i artefaktami pomiarowymi, jak również odczuwa się brak przekonujących dowodów, pozwalających jasno sprecyzować wartość dolnej granicy normy – przy istniejącym szerokim zakresie wartości prawidłowych. Donoszono o wartościach wysycenia tlenem powyżej 80% jak i poniżej 20%, przy prawidłowym zakończeniu porodu.

Wnioski

Pomimo dużej liczby opublikowanych ostatnio prac na temat śródporodowego NIRS i pozostają istotne ograniczenia obu metod, co wymaga dalszych badań, zanim położy się zbyt wielki nacisk na fizjologiczną interpretację wyników. NIRS i pulsoksymetria na obecnym etapie stanowią narzędzia badawcze i wyniki uzyskane tymi metodami nie mogą wpływać na sposób prowadzenia porodu.

Piśmiennictwo

  1. Jobsis FF. Non-invasive, infra-red monitoring of cerebral and myocardial oxygen sufliciency and cicrulatory parameters. Science 1977; 198: 1265-1267
  2. Peebles DM, Edwards AD, Wyatt JS et al. Changes in human cerebral haemoglobin concentration and oxygenation during labor measured by near infra-red spectroscopy. Am J Obstet Gynecol 1992; 166: 1369-1373
  3. O'Brien PMS, Doyle PM, Rolfe P. Near infra-red spectroscopy in fetal monitoring Br J Hosp Med. 1993; 49: 483-487
  4. Wyatt JS, Cope M., Delpy DT et al. Measurement of optical path length for cerebral near-infra-red spectroscopy in newborn infants. Dev Neurosci 1990a; 12: 140-144
  5. Hamilton RJ, Hodgett SG. O'Brien PMS. Near infra-red spectroscopy applied to intrapanum fetal monitoring. In: Gardosi J, ed. Intrapartum Surveillance. Bailliere Clin Obstet Gynaecol 1996; 10: 307-324
  6. Faris F, Thorniley M., Wickramasinghe YABD el al. Non-invasive in vivo near infra-red optical measurement of the penetration depth in the neonatal head. Clinical Physics nad Physiological Measurement 1991; 12: 608. 1-608. 6
  7. Wyatt JS, Cope M, Delpy DT a al. Quantification of cerebral blood volume in newborn human infants by near infra-red spectroscopy. J Appl Physiol 1990b; 68: 1086-1091
  8. Dildy G. Clark SL, Loucks C. Preliminary experience with intrapartum fetal pulse o. oximetry in humans. Obstet Gynecol. 1993; 81: 630-635
  9. Wickramasinghe YABD, Palmer K, Spencer S. A., Rolfe P. lnvestigation of neonatal brain cytochrome redox by NIRS. Developmental Brain Research 1995; 89: 307-308
  10. Gardosi JO, Schram CM, Symonds EM. Adaptation of pulse oximetry for fetal monitoring during labour. Lancet 1991; 337: 1265-1267 1 1. Johnson N, Johnson VA, Fisher J, Jobbings B, Bannister J, Lilford RJ. Fetal monitoring w i t h pulse oximetry. Br J Obstet Gynaecol 1991; 98: 36-41
  11. McNamara H, Johnson N. Fetal monitoring by pulse oximetry and CTG. J Perinat Med. 1994; 22: 475-180
  12. Johnson N, Johnson VA, Bannister J, Lilford RJ. The effect of caput succedanneum on oxygen saturation measurements. Br J Obstet Gynaecol 1990; 97: 493-498
  13. Harris AP, Sendak MJ, Chung DC, Richardson CA. Validation of arterial oxygen saturation measurements in utero using pulse oximetry. Am J Perinalol 1993; 10: 250-
  14. Mann LI, Carmichael A, Duchin S. The effect of fetal head compression on FHR, brain metabolism and function. Obstet Gynecol 1972; 39: 721-726
  15. Peebles DM, Spencer JAD, Edwards AD cl al. Relation between frequency of uterine contraction and human fetal cerebral oxygen saturation studied in labour and near infra-red spectroscopy. Br J Obstet Gynaecol 1994; 101: 44-48
  16. McNamara H, Johnson N. The eflect of uterine contractions on fetal oxygen saturation. Br J Obstet Gynaecol 1995; 102: 644-647
  17. Aldrich CJ, Wyatt JS, Spencer JAD, Reynolds EOR, Delpy DT. The effect of maternal oxygen administration on human fetal cerebnil oxygenation measured during labour by near infra-red spectroscopy. Br J Obstet Gynaccol l994a; 101: 509-513
  18. Hamilton RJ, Doyle M, O'Brien PMS. Intrapartum fetal NIRS changes: preliminary studies on the effect of maternal oxygen supplementation in high risk pregnancies. Proceedings of the 2 nd Plenary Meeting of EC Biomed NIRS and Imaging of the Biological Tissue, Bonn, Germany, May 1994: 38
  19. McNamara H, Johnson N, Lilford R. The effect on fetal arteriolar saturation resulting from giving oxygen to the mother measured by pulse oximetry Br J Obstet Gynaecol 1993; 100: 446449
  20. Dildy GA, Clark SL, Loucks CA. Intrapartum fetal pulse oximetry: the effects of maternal hyperoxia on fetal arterial oxygen saturation. Am J Obstet gynecol 1994: 171: 1120-1124
  21. Aldrich CJ, d'Antona D, Spencer JAD et al. Late fetal heart decelerations and changes in cerebral oxygenation during the first stage of labour. Br J Obstet Gynaecol 1995; 102: 9-13
  22. Johnson N, McNamara H, Montague I, Aumeerally Z, Lilford RJ. Comparing fetal pulse oximelry with scalp pH. J Reprod Med. 1995; 40: 717-720
  23. Luttkus A, Fengler TW, Friedmann W, Dudenhauscn J. W. Continuous monitoring of fetal oxygen saturation by pulse onimetry. Obstet Gynecol 1995; 885: 183-186
  24. Aldrich CJ, d'Antona D, Wyalt JS, Spencer JAD, Pcebles DM, Reynolds EOR. Fetal cerebral oxygenation measured by near infra-red specroscopy shortly before birth and acid-base status at birth. Obstet Gynecol 1994b; 84: 861-866
  25. McNamara H, Chung DC, Lilford R, Johnson N. Do fetal pulse oximetry readings at delivery correlate with cord blood oxygenation and acidaemia? Br J Obsetet Gynaecol 1992; 99: 735-738
  26. Carbonne B, Audibert F, Segard L, Sebban E, Cabrol D, Papiernik E. Fetal pulse oximetry: correlation between changes in oxygen saturation and neonatal outcome. Preliminary report on 39 cases. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 1994: 57: 73-77
  27. Hamilton RJ, O'Brien PMS, Wickramasinghe YABD, Rolfe P. Intrapartum cerebral near infra-red spectroscopy: apparent change in oxygenation demonstrated in a non v iabl e fetus. Br J Obstet Gynaecol 1995; 102: 1004-1007
  28. O'Brien P. Lawrence SM, Aldrich CJ, d'Anlona D, Wyatt JS. Intrapartum fetal haemodynamics raeasured w i t h an intensity modulated optical spectrometer. EC Biomed NIRS and Imaging of Biological Tissue, Newsletter Issue 5, 1995: