子宮肌電監(jiān)測(cè)在早產(chǎn)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

李爽,趙揚(yáng)玉,魏瑗

早產(chǎn)在我國(guó)的定義為發(fā)生在孕28～36+6周之間的分娩。早產(chǎn)按孕周分為早期早產(chǎn)、中期早產(chǎn)和晚期早產(chǎn)，部分國(guó)家將28周之前分娩早產(chǎn)歸入極早期早產(chǎn)。早產(chǎn)對(duì)新生兒近期和遠(yuǎn)期的神經(jīng)發(fā)育及功能均會(huì)產(chǎn)生影響，成年期罹患腦癱、學(xué)習(xí)障礙、視力障礙和其他慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加[1]，而且早產(chǎn)兒的干預(yù)治療費(fèi)用以及妊娠期為預(yù)防早產(chǎn)而產(chǎn)生的治療費(fèi)用均嚴(yán)重增加了醫(yī)療系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。因此，對(duì)早產(chǎn)早期預(yù)測(cè)的研究是極其必要的。

在早產(chǎn)預(yù)測(cè)中，最大的臨床問(wèn)題之一是過(guò)度診斷。一項(xiàng)研究的結(jié)果表示，被診斷為先兆早產(chǎn)的孕婦中實(shí)際上只有不到10%的在診斷后7天內(nèi)發(fā)生分娩[2]。為進(jìn)一步提高先兆早產(chǎn)診斷的靈敏度和特異度，包括中孕期時(shí)經(jīng)陰道測(cè)量宮頸長(zhǎng)度，以及進(jìn)行胎兒纖連蛋白(fFN)水平檢測(cè)等，但仍不能有效預(yù)測(cè)早產(chǎn)。

規(guī)律的子宮收縮通常是早產(chǎn)最重要的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一。以宮縮壓力作為宮縮情況監(jiān)測(cè)的手段，但是壓力監(jiān)測(cè)存在局限性，如肥胖患者監(jiān)測(cè)困難[3]，且壓力監(jiān)測(cè)容易受到運(yùn)動(dòng)和胎動(dòng)的干擾，壓力傳感器需要與皮膚接觸，產(chǎn)生的壓力可能導(dǎo)致子宮產(chǎn)生反射性的宮縮。盡管?chē)?guó)內(nèi)已有研究研制出了以PVDF壓電薄膜為材料的壓力信號(hào)收集器，提高了該技術(shù)的便攜性，但由于多種原因，仍未投入臨床應(yīng)用[4]。另外一種宮縮的監(jiān)測(cè)方法是子宮內(nèi)壓力監(jiān)測(cè)(intrauterine pressure catheter，IUPC)，可以準(zhǔn)確地測(cè)出宮縮的壓力大小、持續(xù)時(shí)間和發(fā)生頻率，通常被認(rèn)為是宮縮測(cè)量的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但I(xiàn)UPC作為侵入性監(jiān)測(cè)，僅在胎膜破裂時(shí)才能使用，并且會(huì)導(dǎo)致感染的風(fēng)險(xiǎn)升高[5]，還可能引起一些罕見(jiàn)的并發(fā)癥[6]。因此，良好的宮縮監(jiān)測(cè)方法對(duì)于準(zhǔn)確判定宮縮情況具有重要的價(jià)值。宮縮與子宮肌活動(dòng)密切相關(guān)，通過(guò)子宮肌電信號(hào)對(duì)宮縮進(jìn)行判斷是另一類(lèi)研究宮縮情況的手段，本文對(duì)通過(guò)子宮肌電信號(hào)進(jìn)行宮縮監(jiān)測(cè)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 子宮肌電監(jiān)測(cè)方法

上述對(duì)早產(chǎn)的預(yù)測(cè)和評(píng)估方法存在許多缺點(diǎn)：它們的結(jié)果不能直接表明臨產(chǎn)的發(fā)生，而僅僅是間接的測(cè)量方法，無(wú)法直接反映真正代表臨產(chǎn)發(fā)生的細(xì)胞層面的改變。臨產(chǎn)分娩前，子宮肌層發(fā)生了一系列事件，細(xì)胞的興奮性增加，抑制子宮肌層活動(dòng)的機(jī)制水平被下調(diào)，以便于動(dòng)作電位的發(fā)生和傳遞，這一系列事件最終導(dǎo)致了有效宮縮的發(fā)生，進(jìn)一步使胎兒從產(chǎn)道中娩出。而子宮肌電監(jiān)測(cè)能直接對(duì)子宮肌層的電活動(dòng)進(jìn)行外部測(cè)量[7]。

宮縮是子宮肌層內(nèi)電活動(dòng)的結(jié)果，對(duì)于子宮肌層的電活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，有助于更好地研究分娩過(guò)程，了解早產(chǎn)的病理生理學(xué)。子宮肌電監(jiān)測(cè)方法實(shí)際上是將電極置于孕婦的腹部表面，記錄由子宮肌層傳導(dǎo)至腹部表面的電活動(dòng)，得到子宮肌電活動(dòng)圖(EHG)。多項(xiàng)研究表明，EHG的特征在妊娠過(guò)程中隨著孕周的增長(zhǎng)而表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化。在孕周較小時(shí)，子宮的電活動(dòng)較為稀發(fā)，協(xié)調(diào)性差，但隨著孕周逐漸增大，子宮的電活動(dòng)的頻率和幅度都有增長(zhǎng)，且愈發(fā)同步而協(xié)調(diào)。國(guó)內(nèi)外研究證實(shí)，EHG對(duì)識(shí)別分娩時(shí)的宮縮具有較高的靈敏度和特異度，在識(shí)別早產(chǎn)孕婦和足月分娩孕婦的實(shí)驗(yàn)中也表現(xiàn)良好。但是，作為對(duì)子宮肌層電活動(dòng)的記錄手段，EHG也有一定不足。EHG的記錄結(jié)果容易受到電極放置位置、各種其他電活動(dòng)等的干擾，去除噪音與干擾對(duì)數(shù)據(jù)的處理提出了很高的要求。此外，盡管已有許多EHG相關(guān)的研究，但目前的研究主要集中在單胎妊娠方面。多胎妊娠的孕婦子宮平滑肌的機(jī)械牽張力更高，也更容易在外界刺激下發(fā)生收縮，導(dǎo)致多胎妊娠的早產(chǎn)發(fā)病率遠(yuǎn)高于單胎妊娠，分娩時(shí)的平均孕周也更小。然而，EHG在研究多胎妊娠早產(chǎn)中的作用仍缺乏進(jìn)一步的研究。

2 子宮肌電監(jiān)測(cè)方法在早產(chǎn)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究

對(duì)EHG監(jiān)測(cè)的研究在全世界范圍內(nèi)均有開(kāi)展，但各項(xiàng)研究所采用的樣本納入標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)收集方法、分析數(shù)據(jù)算法等均有差異。大部分研究認(rèn)為，采用4個(gè)記錄電極收集EHG數(shù)據(jù)是較合適的方法，但也有少量研究采用更簡(jiǎn)單(2個(gè)記錄電極)或更復(fù)雜(8個(gè)甚至16個(gè)記錄電極)的收集方法。一般認(rèn)為，隨著記錄電極數(shù)的增加，收集到的子宮肌電信息也愈多，但伴隨而來(lái)的是對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)儲(chǔ)存和設(shè)備便攜性的挑戰(zhàn)。由于目前的算法仍不能很好地去除運(yùn)動(dòng)的干擾，有研究在電極旁放置加速度計(jì)，同時(shí)記錄運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量[8]；其他研究則大多選取靜息狀態(tài)下進(jìn)行EHG監(jiān)測(cè)記錄，時(shí)間也大多維持在30 min至1 h。

The term-preterm EHG database(TPEHGDB)是在NIH美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)的主持下建立的一個(gè)公開(kāi)的生理信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包括了1997～2005年在歐洲獲得的子宮肌電監(jiān)測(cè)記錄[9]，是最早進(jìn)行的EHG應(yīng)用的較大樣本的試驗(yàn)之一，廣泛用于EHG在產(chǎn)科中的研究。這一數(shù)據(jù)庫(kù)包含300例孕婦，其中結(jié)局為足月分娩的有262例，早產(chǎn)的有38例。多項(xiàng)研究以不同的算法對(duì)該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，一般以靈敏度、特異度、生存曲線下面積(area under curve，AUC)和分類(lèi)準(zhǔn)確度(classification accuracy，CA)等作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。有研究得到的AUC為0.99，對(duì)應(yīng)最高的CA為95.4%，即采用此算法預(yù)測(cè)的所有樣本中，95.4%的預(yù)測(cè)結(jié)果與最終結(jié)果一致[10]。大部分研究選取的樣本量小于TPEHGDB。Marque等11]的研究選取了74例足月分娩和37例早產(chǎn)孕婦，孕周從18～37周不等，該研究的數(shù)據(jù)采集方法與大部分研究不同，仍采用4個(gè)記錄電極，但將2個(gè)電極置于臍中線上，記錄時(shí)間長(zhǎng)達(dá)為24 h，該研究使用的算法預(yù)測(cè)早產(chǎn)的陰性預(yù)測(cè)值為0.92，靈敏度為0.90，特異度為0.91。Diab等[12]的研究選取了7例足月分娩和18例早產(chǎn)孕婦，該研究同樣使用了置于臍中線上的兩個(gè)電極，記錄孕周從25～29周不等。按分娩孕周分組為G1(33周)、G2(31周)和G3(36周)，EHG監(jiān)測(cè)在G2和G3組之間的CA為97.7%。

3 子宮肌電監(jiān)測(cè)與其他宮縮監(jiān)測(cè)方法的對(duì)比

部分研究同時(shí)采用了兩種甚至三種宮縮監(jiān)測(cè)方法，以對(duì)比不同方法間的差異。Manner等[13]的研究選取了134例足月分娩和51例早產(chǎn)孕婦，記錄孕周從24～41周不等，同時(shí)記錄下了Toco圖以初步確認(rèn)是否存在宮縮。該研究將記錄分為足月臨產(chǎn)、足月未臨產(chǎn)和早產(chǎn)臨產(chǎn)、早產(chǎn)未臨產(chǎn)組，最終結(jié)果表明，EHG監(jiān)測(cè)成功分辨出了92%(12/13)的早產(chǎn)臨產(chǎn)孕婦，而僅分辨出了71%(27/38)的早產(chǎn)未臨產(chǎn)孕婦。Saleem等[14]對(duì)Term-Preterm EHG DataSet with Tocogram數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的分析結(jié)果表明，單獨(dú)使用EHG監(jiān)測(cè)時(shí)，AUC=0.93，CA=0.84，而聯(lián)合使用EHG監(jiān)測(cè)和Toco監(jiān)測(cè)時(shí)，AUC=0.97，CA=0.91，該數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)記錄了EHG信號(hào)和Toco信號(hào)，包括8例早產(chǎn)和10例足月分娩，另外還包括5例未妊娠婦女。這項(xiàng)研究未對(duì)單獨(dú)使用Toco監(jiān)測(cè)的診斷價(jià)值進(jìn)行分析，但從該研究的結(jié)果我們可以看出，兩種方法的聯(lián)合使用優(yōu)于單一方法的監(jiān)測(cè)，這也為EHG監(jiān)測(cè)的應(yīng)用提出了一個(gè)新的方向。Lucovnik等[15]的研究較全面地比較了EHG與Bishop評(píng)分、宮頸長(zhǎng)度等的診斷價(jià)值，記錄了共116例患者的EHG，其中早產(chǎn)臨產(chǎn)的20例，早產(chǎn)未臨產(chǎn)的68例，足月臨產(chǎn)的22例，足月未臨產(chǎn)的6例，最終結(jié)果表明，在預(yù)測(cè)7天內(nèi)發(fā)生的早產(chǎn)分娩時(shí)，EHG監(jiān)測(cè)的AUC=0.96，相對(duì)應(yīng)的Bishop評(píng)分、Toco和經(jīng)陰道測(cè)量宮頸長(zhǎng)度的AUC分別為0.72、0.67和0.54。

Euliano等[16]研究比較了EHG、IUPC和Toco三種常用的宮縮監(jiān)測(cè)方法，該研究納入了73例臨產(chǎn)孕婦，在胎膜破裂后同時(shí)進(jìn)行IUPC、EHG和Toco監(jiān)測(cè)。以IUPC作為金標(biāo)準(zhǔn)，EHG的靈敏度達(dá)到了0.89，而Toco的靈敏度只有0.62；將孕婦按體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)>35 kg/m2和BMI≤35 kg/m2分為肥胖組和非肥胖組，Toco在非肥胖組中的靈敏度為0.67，肥胖組中為0.51，EHG則分別為0.93和0.82，因此，該研究結(jié)論認(rèn)為EHG無(wú)論對(duì)肥胖孕婦抑或非肥胖孕婦，在宮縮識(shí)別中均具備更好的表現(xiàn)。

4 子宮肌電監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)

多項(xiàng)研究表明，與臨床上廣泛使用的Toco監(jiān)測(cè)相比，子宮肌電監(jiān)測(cè)具有更高的靈敏度和特異度，尤其是在BMI較高的孕婦中。EHG監(jiān)測(cè)優(yōu)于臨床上目前使用的其他方法。而且，由于EHG監(jiān)測(cè)是無(wú)創(chuàng)的，相比IUPC監(jiān)測(cè)，EHG監(jiān)測(cè)不會(huì)增加宮內(nèi)感染等產(chǎn)科并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，在成本上也不存在額外的劣勢(shì)。

當(dāng)將EHG與其他臨床信息(如孕周、Bishop評(píng)分、宮頸長(zhǎng)度、年齡、產(chǎn)次等)結(jié)合起來(lái)預(yù)測(cè)早產(chǎn)時(shí)，我們認(rèn)為這一方法將發(fā)揮更大的作用。同時(shí)，EHG的結(jié)果同樣可以幫助我們?cè)鰪?qiáng)對(duì)妊娠和分娩過(guò)程中機(jī)制的理解。

5 子宮肌電監(jiān)測(cè)方法的不足

EHG目前也存在許多不足，最大的挑戰(zhàn)是信號(hào)的質(zhì)量問(wèn)題[7]，由于信號(hào)的幅度較低，且容易受到運(yùn)動(dòng)、胎動(dòng)、心臟電活動(dòng)和呼吸等活動(dòng)的干擾，需要提前進(jìn)行皮膚處理使電極間的阻抗降低，但仍難以獲得高質(zhì)量的信號(hào)記錄。孕早期的宮縮較為稀發(fā)且弱，導(dǎo)致這一問(wèn)題更為突出。許多研究需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行初步篩選，去除質(zhì)量較差的記錄，這也是大部分研究選擇的單次記錄時(shí)間在1 h以下的原因。此外，目前仍有許多研究[17]依賴人工篩選和標(biāo)記宮縮的信號(hào)段，或依賴Toco、IUPC等其他方法標(biāo)記出的宮縮信號(hào)段，自動(dòng)識(shí)別EHG中的爆發(fā)性信號(hào)(宮縮)段仍對(duì)算法提出了更高的挑戰(zhàn)。同時(shí)，各研究使用的算法和EHG記錄系統(tǒng)等硬件都不盡相同，因此結(jié)果所計(jì)算出的診斷價(jià)值也差異較大，難以保證在臨床應(yīng)用中達(dá)到文獻(xiàn)所描述的效果。

盡管存在以上種種不足，但市面上已出現(xiàn)了GE公司的Novii無(wú)線系統(tǒng)、Bloomlife公司的智能監(jiān)測(cè)儀等采用EHG方法監(jiān)測(cè)宮縮的產(chǎn)品，雖然這些產(chǎn)品由于價(jià)格成本等原因仍未得到大規(guī)模的推廣及應(yīng)用，但是我們相信，作為一種無(wú)創(chuàng)方法，它擁有高度的便攜性、更優(yōu)的靈敏度和特異度，將EHG監(jiān)測(cè)與其他臨床方法如Toco、經(jīng)陰道測(cè)量宮頸長(zhǎng)度、生化標(biāo)記物水平檢測(cè)等結(jié)合，可以令它更好地發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。

隨著EHG監(jiān)測(cè)的進(jìn)一步研究與規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，它將在早產(chǎn)的預(yù)測(cè)與防治中發(fā)揮更大的作用，有效地減少先兆早產(chǎn)的誤診與過(guò)度治療，同時(shí)幫助醫(yī)務(wù)人員及時(shí)對(duì)患者采取必要的預(yù)防早產(chǎn)措施。