Автори: L. Herling,J. Johnson,K. Ferm-Widlund,A. Zamprakou,M. Westgren,G. Acharya
Зміст:
- Вступ
- Методи
- Результати
Вступ
Зміщення атріовентрикулярної (AV) площини (AVPD), що часто виявляється в систолічній екскурсії в площині кільця мітрального клапану (MAPSE), систолічної екскурсії в площині перегородки (SAPSE) і систолічної екскурсії в площині кільця трикуспідального клапану (TAPSE), є основним фактором, що впливає на насосну функцію серця та показник поздовжньої серцевої функції.
AVPD визначається як відстань між двома положеннями, в яких атріовентрикулярна площина знаходиться далі від верхівки і ближче до неї під час серцевого циклу.
У здорових дорослих, обстежених за допомогою МРТ, на AVPD припадає 80% правошлуночкового (ПШ) та 60% лівошлуночкового (ЛШ) ударного об’єму. Навіть у ситуаціях, коли абсолютний AVPD знижений, поздовжній внесок залишається основним компонентом ударного об’єму ЛШ. Вважається, що насамперед при гіпоксії порушується поздовжня функція серця, яка виконується поздовжніми волокнами міокарда.
У плода AVPD можна оцінити за допомогою ультразвукових методів, таких як М-режим, тканинна доплерівська візуалізація (TDI) та відстеження спеклів. AVPD залежить від розміру тіла та серця, а абсолютні значення збільшуються з гестаційним віком (GA).
Використовуючи кольоровий тканинний доплер, AVPD можна аналізувати шляхом інтегрування швидкостей міокарда. Завдяки застосуванню внутрішнього автоматизованого алгоритму, який раніше використовувався для аналізу швидкостей скорочення міокарда та тимчасових інтервалів серцевих циклів у плодів, можна отримати автоматичні вимірювання кількох серцевих циклів. Такий аналіз дозволяє швидше оцінити великі обсяги даних, які потенційно можуть допомогти в оцінці AVPD як інструменту виявлення серцевої дисфункції у плодів з різними хворобливими станами.
Основна мета цього дослідження полягала в тому, щоб оцінити можливість автоматичного виміру AVPD протягом кількох серцевих циклів із кінопетель тканинного доплера чотирикамерного зображення серця плода. Також було проведено порівняння AVPD, отриманого за допомогою доплера, з AVPD, виміряного з використанням анатомічного М-режиму.
Методи
Це поперечне дослідження проводилося в Центрі фетальної медицини Каролінської університетської лікарні, Стокгольм, Швеція, у період з вересня 2009 р. до лютого 2017 р. Етичне схвалення було отримано від Стокгольмського регіонального комітету з етики (DNr 2009/1617-31/2 895-31/4 та 2017/539-32). Усі жінки дали письмову інформовану згоду на участь.
Перша когорта, використана для розробки референтних діапазонів для AVPD у другій половині вагітності, складалася з жінок з неускладненою одноплідною вагітністю між 18 та 42 тижнями гестації (n==201). Критеріями виключення були зачаття після екстракорпорального запліднення/інтрацитоплазматичної ін’єкції сперми, ускладнення у матері при включенні, такі як прееклампсія, хронічна гіпертонія або діабет, а також хромосомні або серйозні структурні аномалії плода, виявлені під час вагітності або після народження. Вагітність була датована шляхом вимірювання біпарієтального діаметра у другому триместрі. Кожен плід був включений лише один раз.
Другу когорту, використану для оцінки AVPD при переношеній вагітності у зв’язку з несприятливим перинатальним результатом, склали жінки з неускладненою вагітністю, що звернулися на плановий прийом в ≥41+0 тижнів гестації (n+=107) і пройшли ультразвукове дослідження між 41 + 0 і 41 + 5 тижнями. Складний несприятливий перинатальний результат визначали як наявність принаймні однієї з таких ознак:
- лактат у крові плода під час пологів > 4,8 ммоль/л,
- pH артерії пуповини < 7,15,
- 5-хвилинна оцінка за шкалою Апгар < 7 або 5-хвилинна оцінка за шкалою Апгар для м’язового тонусу <2.
Третя когорта включала, в рамках пілотного дослідження, жінок з одноплідною вагітністю з підозрою на ЗВУР, що визначається як передбачувана маса плода (EFW) <2,5 центилю або EFW <10 центилю і індекс пульсації пупкової артерії >97,5 процента. Визначення, що використовується, засноване на шведських референтних діапазонах для оцінки ваги плода і порогових значень пупкової артерії.
Ехокардіографію плода з використанням кольорового тканинного допплера виконував досвідчений лікар УЗД із використанням системи ультразвукової візуалізації GE Vivid-i, оснащеної датчиком з фазованою решіткою 3S-RS 1,9–3,8 МГц (GE Vingmed, Horten, Норвегія).
Була отримана апікальна або базальна чотирикамерна проекція серця плода, і за допомогою тканинного доплера було записано кінопетлі послідовних серцевих циклів. Кут променя зберігався якомога ближче до довгої осі серця (і завжди <30°), а зображення налаштовувалося для отримання максимально можливої частоти кадрів.
Автономний аналіз виконували за допомогою EchoPAC версії 201 (GE Vingmed). Область інтересу (ROI) була скоригована за висотою та шириною відповідно до гестаційного віку і поміщена в атріовентрикулярній площині в стінках ЛШ та ПШ та міжшлуночковій перегородці. Криві швидкості міокарда були згодом експортовані з EchoPAC до MATLAB (R2019b; MathWorks, Natick, MA, USA), а потім проаналізовані за допомогою автоматизованого програмного інструменту власної розробки. Тимчасові інтервали серцевого циклу визначалися програмним забезпеченням. Програма у MATLAB, тобто описаний автоматичний аналіз, має кілька функцій користувача і деякі вбудовані функції MATLAB.
Дані про швидкість міокарда були інтегровані, і AVPD було отримано автоматично та визначено як максимальну відстань, пройдену AV-площиною під час серцевого циклу (зобр. 1). AVPD у LV, IVS та RV були названі MAPSE, SAPSE та TAPSE відповідно і відповідно до номенклатури, що використовувалася раніше у плодів.
Зображення 1: Автоматизований аналіз кривої швидкості скорочення міокарда від стінки правого шлуночка (а) та кривої, що показує систолічну екскурсію трикуспідального клапану (TAPSE) (б), отриманої за допомогою кольорової доплерографії тканин у нормального плода у віці 34 тижнів. Кольори позначають різні фази серцевого циклу, що визначаються автоматизованим алгоритмом: скорочення передсердь (1), передвикид (2), шлуночковий викид (3) після викиду (4), швидке наповнення шлуночків (5) , повільне наповнення шлуночків (6) Сині та червоні зірочки (b) вказують на максимальну амплітуду TAPSE.
Розмір серця плода вимірювали як поздовжній діаметр (від верхівки до основи) у ранній систолі відразу після закриття атріовентрикулярних клапанів в діастолу. Каліпер розташовували від середини передсердь на зовнішній межі до зовнішньої межі верхівки. Розмір серця, тобто поздовжній діаметр серця, використовувався для нормалізації вимірів AVPD.
У підгрупі з 30 плодів з першої когорти (тобто когорти, що використовується для розробки референтних діапазонів) AVPD вимірювали додатково за допомогою анатомічної ехокардіографії в M-режимі для порівняння з вимірюваннями AVPD, отриманими за допомогою cTDI, отриманими з використанням автоматизованої методики. Курсор M-режиму був поміщений через бічні стулки атріовентрикулярних клапанів та міжшлуночкової перегородки для отримання об’єднання з міжшлуночковою перегородкою <30°. Загальне AVPD вимірювалося відповідно до раніше описаних методів. Розраховувалося середнє значення трьох вимірів.
Статистичний аналіз
Аналіз даних був виконаний за допомогою IBM SPSS Statistics for Windows, версія 25.0 (IBM Corp., Армонк, штат Нью-Йорк, США) та MATLAB (MathWorks).
Безперервні змінні представлені як середнє ± стандартне відхилення або медіана (міжквартильний розмах), залежно від ситуації. Категоріальні змінні представлені як n(%). Статистичний підхід, описаний Royston та Wright, використовувався для створення еталонних інтервалів для MAPSE, SAPSE та TAPSE. Перетворення потужності Боксу-Коксу використовувалося для вибору відповідного типу перетворення.
Найбільш відповідні дробові поліноми були обрані зі списку 44 регресійних моделей на основі значення R2 з використанням статистичного програмного забезпечення NCSS 2020 (NCSS LLC, Кейсвіл, Юта, США) для побудови середніх кривих кожної залежної змінної по відношенню до гестаційного віку, вираженої в точні тижні (десяткові дні). Нормальність розподілу Z-показників перевіряли за допомогою тесту Шапіро-Вилка. Криві середнього, SD та CI залежно від гестаційного віку були розраховані та нанесені на графік.
Рівняння поліноміальної регресії використовувалися для розрахунку оцінного середнього, 5-го і 95-го центилів для відповідного гестаційного віку як підігнаного середнього ±1,645SD.
MAPSE, SAPSE та TAPSE пролонгованих вагітностей з несприятливим неонатальним результатом були нанесені на референтні діапазони нормальної популяції. Середні Z-бали AVPD у когорті пролонгованих вагітностей порівнювали між випадками з нормальним результатом та випадками з несприятливим результатом з використанням U-критерію Манна-Уітні.
Вимірювання AVPD у когорті IUGR були нанесені на графіки референтних діапазонів, а середні Z-показники AVPD порівнювалися між групою IUGR та нормальною популяцією з використанням U-критерію Манна-Уітні.
Кореляція між вимірюваннями AVPD, отриманими за допомогою cTDI, та даними, отриманими в анатомічному М-режимі, оцінювалася з використанням кореляції Спірмена, а відповідність між двома методами вимірювання була перевірена на похибку та точність з використанням аналізу Бланда-Альтмана логарифмічно перетворених даних.
Результати
Нормальні референсні діапазони для AVPD, отриманого з cTDI
Спочатку до цієї групи було включено 202 вагітні жінки. Після виключення однієї жінки, у плода якої був діагностований м’язовий дефект міжшлуночкової перегородки та двостулковий аортальний клапан, когорта складалася з 201 жінки. Всього було доступно 603 кривих швидкості міокарда плода (по 201 ЛЖ, МЖП і ПЖ) для аналізу та подальшого інтегрування для отримання даних AVPD. Середнє значення ± SD числа проаналізованих серцевих циклів склало 10,2 ± 2,6 у ЛШ, 10,3 ± 2,7 у МЖП та 10,3 ± 2,6 у ПЗ.
Коефіцієнт варіації (КВ) між спостерігачами для автоматизованого вимірювання AVPD на відеозаписах cTDI чотирикамерної проекції серця плода, отриманих послідовно двома сонографістами у 25 плодів, склали 28,1%, 17,7% та 15,3% для MAPSE, SAPSE та TAP, відповідно .
Найкращою моделлю для всіх змінних була квадратична поліноміальна апроксимація. MAPSE перетворювався логарифмічно, тоді як SAPSE та TAPSE не вимагали перетворення. MAPSE, SAPSE та TAPSE збільшилися з гестаційним віком (зображення 2). Підібране середнє значення було найвищим у TAPSE протягом другої половини вагітності, за ним слідували SAPSE та MAPSE. Референтні діапазони розраховані для підібраного середнього значення та 5-го та 95-го центилів, показані на малюнку 2.
Зображення 2: ( а ) Діаграми розсіювання систолічної екскурсії в площині кільця мітрального клапана (MAPSE), систолічної екскурсії в площині перегородки (SAPSE) та систолічної екскурсії в площині кільця трикуспідального клапана (TAPSE), отримані за допомогою кольорової доплерографії тканин і автоматично поляризовані, у 201 вагітності з низьким ризиком (чорні точки) , 35 плодів з підозрою на затримку внутрішньоутробного розвитку (ЗВУР) (червоні точки) та 21 плід на терміні ≥ 41 + 0 тижнів гестації з несприятливим результатом (сині точки) залежно від гестаційного віку. Показані підібрані середні значення, а також 5-й та 95-й процентилі з відповідними 95% довірчими інтервалами (—) для когорти з низьким ризиком. (b) Відповідні Z-показники для MAPSE, SAPSE та TAPSE. ((—), Середнє у плодів з підозрою на ЗВУР; ((—), при пролонгованій вагітності з несприятливим результатом. (_._._), ± 1,645 SD.
При поправці на розмір серця всі три змінні показали слабку тенденцію до зниження, починаючи з 18-го тижня вагітності. Референтні діапазони, скориговані з урахуванням розміру серця, розрахованими для підібраного середнього, 5-го та 95-го центилів, показано на зображенні 3.
Зображення 3: а ) Діаграми розсіювання систолічної екскурсії в площині кільця мітрального клапана (MAPSE), систолічної екскурсії в площині перегородки (SAPSE) та систолічної екскурсії в площині кільця трикуспідального клапана (TAPSE), отримані за допомогою кольорової доплерографії тканин та автоматично проаналізовані для вимірювання розмірів серця, у 201 вагітності з низьким ризиком (чорні точки) , 35 плодів з підозрою на затримку внутрішньоутробного розвитку (ЗВУР) (червоні точки) та 21 плід на терміні ≥ 41 + 0 тижнів гестації з несприятливим результатом (сині точки) залежно від гестаційного віку. Показані підібрані середні значення, а також 5-й та 95-й процентилі з відповідними 95% довірчими інтервалами (—) для когорти з низьким ризиком. (b) Відповідні Z-показники для MAPSE, SAPSE та TAPSE. ((—), Середнє у плодів з підозрою на ЗВУР; ((—), при пролонгованій вагітності з несприятливим результатом. (_._._), ± 1,645 SD.
Порівняння вимірювань AVPD, отриманих в одного і того ж плода за допомогою cTDI та анатомічного М-режиму, було виконано у 30 вагітних із контрольної популяції. Плоди, оцінені за допомогою анатомічного М-режиму, були рівномірно розподілені за терміном гестації, з п’ятьма плодами, включеними в кожне з наступних вікон гестаційного віку:
- від 18 + 0 до 21 + 6,
- від 22 + 0 до 25 + 6,
- від 26 + 0 до 29 + 6,
- від 30 + 0 до 33 + 6,
- від 34 + 0 до 37 + 6
- від 38 + 0 до 42 + 6 тижнів.
Ми спостерігали статистично значущу кореляцію між вимірами MAPSE (r = 0,64; P < 0,001), SAPSE (r = 0,72; P < 0,001) і TAPSE (r = 0,84; P < 0,001) отриманими в М-режимі та даними, отриманими за допомогою cTDI. (зображення4). Коли 30 пар логарифмічно перетворених вимірювань AVPD були протестовані з використанням аналізу Бланда-Альтмана, середні геометричні відношення між AVPD, виміряними за допомогою cTDI та M-режиму, склали:
- 1,38 (95% LoA, 0,84-2,25) для MAPSE,
- 1,00 (95% LoA, 0,72–1,40) для SAPSE
- 1,20 (95% LoA, 0,92-1,57) для TAPSE (зобр. 5).
Зображення 4: Порівняння вимірювань систолічної екскурсії в площині кільця мітрального клапана (а), систолічної екскурсії в площині перегородки (б) і систолічної екскурсії в площині кільця трикуспідального клапана (в), отриманих за допомогою кольорового тканинного доплера та в анатомічному М-режимі у 30 плодів низького ризику на терміні вагітності від 18 + 0 до 42 + 6 тижнів вагітності. Пунктирна лінія є лінією рівності. R2adj, скориговане значення R2.
Зображення 5: Графіки Бланда-Альтмана, що демонструють відповідність між вимірюваннями систолічної екскурсії в площині кільця мітрального клапана (а), систолічної екскурсії в площині перегородки (б) і систолічної екскурсії в площині кільця трикуспідального клапана (в), отриманими за допомогою кольорового тканинного доплера та в анатомічному М-режимі. У 30 плодів з низьким ризиком на терміні вагітності від 18 + 0 до 42 + 6 тижнів вагітності. Суцільна лінія є середнє значення, а пунктирні верхня і нижня лінії є середнє значення ± 1,96 стандартного відхилення (95% меж згоди).
Пролонгована вагітність та несприятливий результат
Всього до цієї когорти було включено 107 жінок, і було проаналізовано 321 криву швидкості міокарда. Середнє значення ± SD числа проаналізованих серцевих циклів склало 8,5 ± 1,3 у ЛШ, 8,9 ± 0,9 у МШП та 8,6 ± 0,7 у ПШ. Середні ± SD Z-показники для MAPSE (0,14±0,97), SAPSE (0,09±1,02) та TAPSE (0,15±0,90) у цій когорті не показали будь-яких суттєвих відмінностей щодо порівняння з контрольними діапазонами нормальної популяції (P>>0,05). Жодних істотних відмінностей не було виявлено, коли виміри були скориговані під розмір серця. У 21 із 107 (19,6%) новонароджених був несприятливий перинатальний результат. Не було виявлено суттєвих відмінностей у Z-показниках AVPD між вагітностями з нормальним та несприятливим результатом у когорті з пролонгованою вагітністю.
Плоди з підозрою на ЗВУР
Усього було включено 35 плодів з підозрою на ЗВУР, та було проаналізовано та інтегровано 105 швидкісних кривих для отримання даних AVPD. Середнє значення ± SD числа проаналізованих серцевих циклів склало 9,0 ± 2,8 у ЛШ, 9,4 ± 2,5 у МШП та 10,3 ± 1,6 у ПШ. Середні ± SD Z-показники для SAPSE (–0,62 ± 1,07; P = 0,006) та TAPSE (–0,60 ± 0,89; P = 0,002) були значно нижчими у групі ЗВУР популяції (середні Z-показники були нульовими для SAPSE, MAPSE та TAPSE). Середнє ± SD Z-показника для MAPSE склало –0,13 ± 0,67 (P = 0,160). При виправленні на розмір серця істотних відмінностей у середніх Z-показниках SAPSE, TAPSE та MAPSE між нормальною популяцією та групою ЗВУР не було.
