妊婦の子宮収縮の筋電図イメージング
1Department of Physics,Washington University, 2Center for Reproductive Health Sciences,Washington University School of Medicine, 3Department of Obstetrics and Gynecology,Washington University School of Medicine, 4Department of Biomedical Engineering,Washington University, 5Mallinckrodt Institute of Radiology,Washington University School of Medicine, 6Department of Pediatrics,Washington University School of Medicine, 7Department of Cardiology,Washington University School of Medicine, 8Department of Women’s Health,University of Texas at Austin, Dell Medical School
Summary
筋層イメージング(EMMI)を実施するためのプロトコルを提示し、次の手順を含めます:体表からの複数の筋電図電極センサーの記録、磁気共鳴画像法、および子宮電気信号の再構築。
Abstract
正常な妊娠中、子宮平滑筋である子宮筋層は、子宮頸部のリモデリングを助けるために、妊娠後期に弱く協調性のない収縮を起こし始めます。分娩では、子宮筋層は胎児を分娩するために強く協調的な収縮を起こします。子宮収縮パターンをモニターして陣痛開始を予測するためのさまざまな方法が開発されています。ただし、現在の手法では、空間カバレッジと特異性が制限されています。私たちは、子宮収縮中の子宮の電気的活動を3次元子宮表面に非侵襲的にマッピングする筋膜イメージング(EMMI)を開発しました。EMMIの最初のステップは、T1強調磁気共鳴画像法を使用して、被験者固有の体-子宮形状を取得することです。次に、体表面に配置した最大192個のピン型電極を使用して、子宮筋層から電気記録を収集します。最後に、EMMIデータ処理パイプラインを実行して、体-子宮形状と体表面の電気データを組み合わせて、子宮表面の子宮電気的活動を再構築および画像化します。EMMIは、子宮全体の初期活性化領域と伝播パターンを安全かつ非侵襲的に3次元で画像化、特定、測定することができます。
Introduction
臨床的には、子宮収縮は、子宮内圧カテーテルを使用するか、トコダイナモメトリー1を実行することによって測定されます。研究現場では、子宮収縮は、子宮筋層によって生成される生体電気信号を測定するために腹部表面に電極を配置する筋電図(EMG)によって測定できます2,3,4,5,6,7。筋電図から得られた電気バースト8,9,10,11,12の大きさ、周波数、伝播の特徴を利用して、早産期の分娩開始を予測することができます。しかし、従来の筋電図では、子宮収縮の電気的活動は、限られた数の電極(腹面中央に2つの13と4つの7,14,15,16、および下腹部表面に64 17)を使用して、腹部表面のごくわずかな領域からのみ測定されていました。さらに、従来の筋電図は、子宮全体からの平均化された電気的活動のみを反映し、収縮中の子宮表面の特定の電気的開始および活性化パターンを検出できないため、陣痛のメカニズムを研究する能力に限界がありました。
筋層イメージング(EMMI)と呼ばれる最近の開発は、従来のEMGの欠点を克服するために導入されました。EMMIは、子宮収縮中の子宮筋層全体の電気的活性化シーケンスの非侵襲的イメージングを可能にします18、19、20、21。体と子宮の形状を取得するために、EMMIはT1強調磁気共鳴画像法(MRI)22,23,24を使用します22,23,24、これは妊娠中期および妊娠後期の妊婦に広く使用されています。次に、体表面に配置した最大192個のピン型電極を使用して、子宮筋層から電気記録を収集します。最後に、EMMIデータ処理パイプラインが実行されて、身体−子宮の幾何学的形状と電気的データとが結合され、子宮表面21上の電気的活動が再構成および画像化される。EMMIは、子宮収縮の開始と子宮収縮中の画像伝播パターンを3次元で正確に特定できます。この記事は、EMMI手順を提示し、妊婦から得られた代表的な結果を示すことを目的としています。
Protocol
ここに記載されているすべての方法は、ワシントン大学の治験審査委員会によって承認されています。 1. MRI対応マーカーパッチ、電極パッチ、定規(図1) MRIと電極パッチのテンプレート(図1A)を紙に印刷します。 透明なビニールとシリコーンゴムのシート(材料表)を、22(ビニ?…
Representative Results
代表的なMRI安全パッチと電極パッチを図1B、Cに示し、図1Aに示したテンプレートから作成しました。バイオ電気マッピングハードウェアを図1Cに示し、各コンポーネントの接続を詳細に示しています。図2は、MRIパッチを装着した被験者のMRIスキャン(図2A)、3D光学スキャン(図2B)、生体電気マッピング(図2C)、体-子宮…
Discussion
筋電図検査は、子宮の電気信号の周波数と振幅が妊娠期間中に変化することを示しています2,16,25。いくつかの研究は、活動的な分娩中の患者の子宮収縮の子宮増殖パターンを調査しています10,17,26,27,28。<…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この原稿を編集してくれたDeborah Frankと、プロジェクトを企画してくれたJessica Chubizに感謝します。 資金提供:この研究は、マーチ・オブ・ダイムズ・センター助成金(22-FY14-486)と、NIH/National Institute of Child Health and Human Development(R01HD094381からPIs Wang/Cahillへの助成金によって支援されました。R01HD104822 PIs Wang/Schwartz/Cahill)、Burroughs Wellcome Fund Premature Birth Initiative(PI WangへのNGP10119)からの助成金、およびBill and Melinda Gates Foundationからの助成金(INV-005417、INV-035476、およびINV-037302 to PI Wang)。
Materials
| 16 G Vinyl 54" Clear | Jo-Ann Stores | 1532449 | |
| 3 T Siemens Prisma | Siemens | N/A | MRI scanner |
| 3M double coated medical tape – transparent | MBK tape solutions | 1522 | Width – 0.5" |
| Active electrode holders with X -ring | Biosemi | N/A | 17 mm |
| Amira | Thermo Fisher Scientific | N/A | Data analysis software |
| Bella storage solution 28 Quart clear underbed storage tote | Mernards | 6455002 | |
| Extreme-temperature silicone rubber translucent | McMaster-Carr | 86465K71 | Thickness 1.32” |
| Gorilla super glue gel | Amazon | N/A | |
| LifeTime carbide punch and die set, 9 Pc. | Harbor Freight | 95547 | |
| Optical 3D scan | Artec 3D | Artec Eva Lite | |
| PDI super sani cloth germicidal wipes | McKesson medical supply company | Q55172 | Santi-cloth |
| Pin-type active electrodes | Biosemi | Pin-type | |
| REDUX electrolyte gel | Amazon | 67-05 | |
| Soft cloth measuring tape | Amazon | N/A | any brand can be used |
| Sterilite layer handle box | Walmart | 14228604 | Closed box |
| TD-22 Electrode collar 8 mm | Discount disposables | N/A | |
| Vida scanner | Siemens | N/A | MRI scanner |
| Vitamin E dl-Alpha 400 IU – 100 liquid softgels | Nature made | SU59FC52EE73DC3 |
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Citazione di questo articolo
Wang, H., Wen, Z., Wu, W., Sun, Z., Wang, Q., Schwartz, A. L., Cuculich, P., Cahill, A. G., Macones, G. A., Wang, Y. Electromyometrial Imaging of Uterine Contractions in Pregnant Women. J. Vis. Exp. (195), e65214, doi:10.3791/65214 (2023).