正期産中のヒト子宮成熟の非侵襲性筋電図イメージング

Nature Communications volume 14、記事番号: 1198 (2023) この記事を引用

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筋電図イメージング (EMMI) は、ヒツジの収縮中の三次元 (3D) 子宮の電気的活性化を非侵襲的かつ正確に画像化するために最近開発されました。 ここでは、人間の定期分娩中に高い空間的および時間的解像度で 3D 子宮の電気的活性化パターンを画像化して評価するためのヒト EMMI システムの開発と応用について説明します。 我々は、腹部表面の周りに配置された最大192個の電極を使用した逆解法を通じて、子宮表面の電位マップ、電位図、および活性化シーケンスを非侵襲的に生成するために、被験者の臨床訪問中にヒトEMMIシステムの統合に成功したことを実証します。 子宮表面の収縮パターンを特徴付けるために、子宮活性化曲線を含む定量的指標が開発および定義されています。 したがって、我々は、ヒトEMMIシステムが子宮収縮の詳細な3D画像と定量化、さらには分娩進行中のヒト子宮成熟の役割についての新たな洞察を提供できることを示す。

世界中の産科における 2 つの重要な課題は、陣痛の停止と早産です。 女性の約 29% が帝王切開で出産しており 1、その大多数は分娩停止のために行われています 2。 帝王切開による出産は、経膣分娩に比べて母体の罹患率と新生児の呼吸器疾患のリスクが増加します3。 早産は世界の女性の 10.6% で発生しており 4、5 歳未満の幼児死亡リスクの増加 5、長期的な神経発達への悪影響 6、家族や社会への経済的負担の増加 7 を伴います。 子宮収縮を正確に評価して解釈することは、分娩機能不全と早産の両方を診断するために不可欠です。 現在の臨床診療では、子宮収縮によって生成される全体的な信号は、子宮収縮力測定法 (TOCO) によって定性的に、または侵襲的子宮内圧カテーテル (IUPC) によって定量的に測定されます。 これまでの研究では、これらの方法では、誘発/オキシトシン増強に反応して経膣分娩を行う女性と帝王切開が必要な女性を区別する能力が限られていることが示されています9。 特に、以前の研究では、TOCO は正期産または早産で分娩中の患者を特定できないことがわかっています 10,11。 さらに、期外収縮と診断された被験者の 30 ～ 50% が正期産までに出産します 12。 したがって、これらの臨床課題に対処するには、子宮収縮を非侵襲的に画像化および定量化できるより優れた方法が必要です。

子宮収縮の安全で非侵襲的なモニタリングを可能にするために、私たちは最近、羊の子宮収縮の電気的特性を最大 2 kHz の高い空間的および時間的解像度で非侵襲的に画像化する新しい画像化モダリティである筋電図イメージング (EMMI) を開発しました 13,14,15。 私たちは、体表面測定値 (最大 192 個の電極) から EMMI によって導出された子宮電気信号と、子宮表面から直接測定されたものとを比較することにより、EMMI が電気活動を三次元 (3D) 子宮表面全体に正確にマッピングできることを実証および検証しました。羊13． さらに、羊モデルを使用して、臨床環境で予想されるノイズ汚染を模倣した実験シミュレーション研究により、生理学的範囲内の電気ノイズ誤差が EMMI 精度にわずかな影響を与えることが実証されました 14,15。

ここでは、分娩中の女性に使用するためのヒトEMMIシステムの開発について説明します。 このヒト EMMI システムは、未経産者および経産婦の活発な分娩第 1 段階における子宮収縮の 3D 電気活性化パターンを堅牢に画像化するために使用され、EMMI が子宮収縮中の子宮電気活性化の開始とダイナミクスを非侵襲的に特徴付けることができることを示しています。 EMMI 3D マップとインデックスは、ヒトの子宮筋層の電気的成熟、つまり子宮筋層全体に電気信号を適切に開始して伝達する子宮の能力の発達についての新たな洞察を提供します。 したがって、EMMI の将来の臨床使用は、分娩の進行をより適切に特徴づけ、分娩管理を容易にするでしょう。