胎儿监护仪的临床应用研究

(1.三峡大学人民医院，宜昌 443000；2.北京科技大学化生学院，北京 100083)

严重的围产期发病率和死亡率与胎儿窒息密切相关[1]。胎心监护在全球范围内用以同步记录胎儿心率和子宫收缩[2]。但由于缺乏特异性导致了手术分娩率的增加且不能降低围产期死亡率和脑瘫的发生率。自1992年以来ST段分析采用侵入性头皮电极获得信号被认为是一种用来分析胎儿心电图的非常有前景的技术。

据报道，在两项随机对照试验中，ST段分析与心电描记法相结合，显著降低了代谢性酸中毒和手术分娩的发生率[3]。然而，随后的多次试验，无法重现这些最初的结果[4]。因此，需要进行更多的研究。有报道称，在胎儿宫内窘迫的情况下，ST分析却显示胎儿状况良好[5]。这与国际指南的观点相反，指南认为当心脏图学显示胎儿监护安全时，应该忽略ST事件。但是，医师之间水平的不同导致判读胎儿心电图的结果存在较大差异[6]。 这使得ST监测是否有效完全依赖于心电图的评估。

在引入ST分析之前，胎儿ST段的诊断价值在动物研究中已清楚地体现出来[7]。持续缺氧后，肾上腺素迅速增加导致糖原溶解，心肌细胞中钾离子增加。这些钾离子主要影响心脏周期的舒张期，并导致胎儿心电图的T波振幅增加。与低氧相关的T波振幅需满足3个条件：(1)T波振幅与QRS复合物(30个ECG复合体的平均值)的振幅是标准化的，只产生一个T/QRS值；(2)T/QRS基线值是确定的(20分钟内至少20个T/QRS值的平均值)，以评估未知T/QRS值；(3)新的T/QRS值与基线比较，如果T/QRS值超过基线值0.05，则会报告ST事件。正常心脏跳动的幅度较小，与胎儿的状况无关。在检测到胎儿缺氧时，则T波振幅上升。胎儿头皮电极记录的心电图是心脏电活动的一种表现。在三维层面上，电流在心脏肌肉上传播的主要方向称为心脏的电轴，就像成人在不同位置记录的ECG信号会产生不同的形状和振幅一样。心电轴对胎儿头皮电极的定位，影响被记录的心电图的形状和振幅。

胎儿心电轴的方向孕中期在+100到+160度之间，分娩期在+90到+180度之间变化[8]。新生儿和成人的心脏轴方向上有类似的变化。虽然心脏周期收缩(QRS)阶段的电流传播与舒张(T)阶段的方向不同，胎儿监护仪试图通过正常化的第一步来纠正心电轴的方向。因此，规范化不能完全弥补在心电轴方向上患者之间的差异。在舒张阶段，头皮所引导的垂直于传播方向的振幅非常小，而且通常也有较低的T/QRS值和T/QRS基线。同样地，胎儿的心电轴以一种方式为导向，在舒张时产生一种传播方式几乎与头皮的传导相一致，通常具有很高的T/QRS值和T/QRS基线。

低钾离子诱发的钾离子释放会影响胎儿在舒张阶段的电流，而在低T/QRS基线下，T波振幅的绝对效应很小。在具有高T/QRS值的胎儿中，T波振幅的增加相对较大。基于此，我们假设心脏的电生理行为的正常波动可以保持在0.05个阈值以下，以防头皮的引导更垂直于舒张电流。类似地，当心电轴与头皮的轴向相垂直时，与低氧相关的波动会更容易超过0.05阈值。描述最初的T/QRS基线与胎儿状况无关。ST事件的发生率与胎儿状况有关，与基线无关。这与我们的假设相反，胎儿监护仪为低基线的胎儿增加ST事件，并为高T/QRS基线的胎儿提供更多的ST事件。基于此，系统研究胎儿心电轴的方向及T/QRS基线与胎儿健康情况具有重大意义。

1 材料与方法

本研究采用随机对照试验，在得到书面知情同意后，孕妇被随机地分成两组，一组使用胎儿心电监护仪，对照组使用传统的胎儿心率监测器(心脏图学)。病人和护理人员均不致盲。参与研究的所有妇产科医师、住院医师和助产士均接受了培训和认证。入选标准为年龄在18岁以上、单胎妊娠、头位、孕龄超过36周的孕妇。部分妇女被分配到高危妊娠组。“低风险妊娠”由助产士或全科医生(初级保健)监测。在这两组中，脐带在出生后立即被夹紧，以便对动脉和静脉脐带血进行采样。

本研究排除了没有T/QRS基线值、代谢性酸毒症、无血气分析以及胎儿先天性心脏病的患者。脐带血pH值小于7.05认定为代谢性酸中毒。以20分钟内记录的T/QRS的平均值为基线，统计了整个过程中ST事件的发生率。在我们的数据库中所遇到的每一个初始的基线T/QRS值，均计算了这个特定基线的患者的数量。我们用相同的初始基线T/QRS值对女性进行分组。随后，计算ST事件的相对发生率(定义为每1000个T/QRS值的ST事件数量)作为初始基线值的函数。此外，还计算了所有具有相同初始基准T/QRS值的女性的平均pH值和平均水平差值。需要确认的是，这项研究的结论，即初始基线的高度与胎儿的结果无关。

为了分析基线特征，平均值、中值、标准偏差和四分位范围，使用SPSS10.0统计数据.利用线性回归模型计算了ST事件与基准T/QRS值之间关系的相关系数。

2 结果与讨论

1400名患者接受了筛查，其中270名患者，由于测量数据的时间短或数据质量不佳而确定的T/QRS基线值ST信息缺失。此外，我们还排除了10例胎儿代谢性酸毒症、13名没有血液样本、5名新生儿患有先天性心脏病、2名18岁以下的妇女。最后，分析了1100名孕妇的ST事件的数量。在这一组中，报告的总数为2060个ST事件。表1总结了入选女性的基本特征。

表1 入选患者的基本特征

续表1

在图1中，本研究将ST事件的数量作为初始基线T/QRS值的函数。结果显示，增加0.1个初始基准T/QRS值每1000个T/QRS值平均增加1.40个ST事件。用线性回归模型计算的相关系数为0.60(p小于0.001)。

图1 每1000个T/QRS值的ST事件数量作为初始基线T/QRS值的函数

由于人类生理的正常变化(胎儿心电轴的变化)，ST事件可能会发生。所以，在分析中选择排除所有的代谢性酸毒症病例。也因此，我们的研究中包含的ST事件与胎儿窘迫无关。

本研究表明，胎儿心电轴方向的变化会影响起始T/QRS基线的高度，而这个基线的高度决定了ST事件的发生。这一发现可以解释在日常临床实践中出现的虚假ST事件。相对较高的基线比较低的基线更容易发生ST事件。由于高基线导致假阳性(即警报而胎儿条件好)和低基线导致假阴性 (即没有警报而胎儿有损害的状况),该研究可以解释为什么在临床实践中遇到的假阳性比假阴性更多。因为更高的基线与更高的胎儿窘迫发生率没有关系。考虑到我们分析的大量患者群体，我们得出的结论是，不管胎儿状况如何，随着初始基线高度的增加，观察到的ST事件也显著增加。胎儿监护仪心电轴的方向以及初始基线的高度应与ST分析一起用以评估胎儿宫内安危。

此外，本研究认为无论高或低T/QRS基线值，ST事件均不可靠。在平均T/QRS基线值的情况下，错误ST事件的发生率将会降低。在临床实践中使用胎儿监护仪，临床医师应该意识到这一局限性。结合高或低T/QRS基线如果有不确定的心电图评估，胎儿血液取样可用于补充诊断信息。然而，胎儿血液采样的附加价值是不确定的，重复的胎儿血液取样是进行剖腹产的一个独立风险因素。对于一般的T/QRS基线，认为ST事件更可靠，可以作为补充诊断信息。基于T/QRS比率的ST分析或标准化的非侵入性胎儿心电图记录可能是可行的解决方案，这需要进一步的研究。此外，在未来的研究中还需要探讨胎心监护信号质量与T/QRS的可靠性之间的关系，包括对在分娩时胎头的旋转引起的信号质量的影响的分析。

3 结论

研究表明不管胎儿状况如何，随着初始基线高度的增加，观察到的ST事件也显著增加。相关系数0.60，P<0.001。胎儿监护仪心电轴的方向以及初始基线的高度应与ST分析一起用以评估胎儿宫内安危。胎儿监护仪的心电轴分析在临床应用中尤为重要。应该重视胎儿监护和ST分析。

[1] 刘颖.围生期高危因素与胎儿窘迫及新生儿窒息间的关系[J].中国妇幼保健,2012,(12):1812-1813.

[2] Alfirevic Z,Devane D,Gyte G M.Continuous cardiotocography (CTG) as a form of electronic fetal monitoring (EFM) for fetal assessment during labour.Cochrane Database Syst Rev.2013.

[3] Amer-Wahlin I,Hellsten C,Noren H,Hagberg H,Herbst A,Kjellmer I,et al.Cardiotocography only versus cardiotocography plus ST analysis of fetal electrocardiogram for intrapartum fetal monitoring: a Swedish randomised controlled trial.Lancet,2001,358:534-538.

[4] Belfort M A,Saade G R,Thom E,Blackwell S C,Reddy U M,Thorp JM Jr,et al.A Randomized Trial of Intrapartum Fetal ECG ST-Segment Analysis.N Engl J Med,2015,373(7):632.

[5] 丁美平.B超结合胎心监护诊断胎儿宫内缺氧及新生儿窒息情况分析[J].中国妇幼保健,2013,(19):3206-3207.

[6] Westerhuis M E,Horen E V,Kwee A,et al.Inter- and intra-observer agreement of intrapartum ST analysis of the fetal electrocardiogram in women monitored by STAN.BJOG.2009,116(4):545-551.

[7] Westgate J A,Bennet L,Brabyn C,et al.ST waveform changes during repeated umbilical cord occlusions in near-term fetal sheep.Am J Obstet Gynecol,2001,184:743-751.

[8] Verdurmen K M J,Hulsenboom A D J,van Lear J O E H,et al.Orientation of the electrical heart axis in mid-term pregnancy.Eur J ObstetGynecolReprod Biol,2016,207:243-246.