Imaging elettromiometriale delle contrazioni uterine nelle donne in gravidanza
Summary
Presentiamo un protocollo per la conduzione dell’imaging elettromiometriale (EMMI), che include le seguenti procedure: registrazioni multiple del sensore dell’elettrodo dell’elettromiografia dalla superficie corporea, risonanza magnetica e ricostruzione del segnale elettrico uterino.
Abstract
Durante la gravidanza normale, la muscolatura liscia uterina, il miometrio, inizia ad avere contrazioni deboli e scoordinate alla fine della gestazione per aiutare la cervice a rimodellarsi. Durante il travaglio, il miometrio ha contrazioni forti e coordinate per far nascere il feto. Sono stati sviluppati vari metodi per monitorare i modelli di contrazione uterina per prevedere l’insorgenza del travaglio. Tuttavia, le tecniche attuali hanno una copertura spaziale e una specificità limitate. Abbiamo sviluppato l’imaging elettromiometriale (EMMI) per mappare in modo non invasivo l’attività elettrica uterina sulla superficie uterina tridimensionale durante le contrazioni. Il primo passo nell’EMMI consiste nell’utilizzare la risonanza magnetica pesata in T1 per acquisire la geometria corpo-utero specifica del soggetto. Successivamente, vengono utilizzati fino a 192 elettrodi a spillo posizionati sulla superficie del corpo per raccogliere registrazioni elettriche dal miometrio. Infine, la pipeline di elaborazione dei dati EMMI viene eseguita per combinare la geometria corpo-utero con i dati elettrici della superficie corporea per ricostruire e visualizzare le attività elettriche uterine sulla superficie uterina. L’EMMI è in grado di visualizzare, identificare e misurare in modo sicuro e non invasivo le regioni di attivazione precoce e i modelli di propagazione in tutto l’utero in tre dimensioni.
Introduction
Dal punto di vista clinico, le contrazioni uterine vengono misurate utilizzando un catetere a pressione intrauterina o eseguendo la tocodinamometria1. Nell’ambito della ricerca, le contrazioni uterine possono essere misurate mediante elettromiografia (EMG), in cui gli elettrodi vengono posizionati sulla superficie addominale per misurare i segnali bioelettrici generati dal miometrio 2,3,4,5,6,7. Si possono utilizzare le caratteristiche di magnitudo, frequenza e propagazione delle esplosioni elettriche 8,9,10,11,12 derivate dall’EMG per prevedere l’inizio del travaglio nel pretermine. Tuttavia, nell’EMG convenzionale, l’attività elettrica delle contrazioni uterine viene misurata solo da una piccola regione della superficie addominale con un numero limitato di elettrodi (due13 e quattro 7,14,15,16 al centro della superficie addominale e 64 17 alla superficie addominale inferiore). Inoltre, l’EMG convenzionale è limitato nella sua capacità di studiare i meccanismi del travaglio, in quanto riflette solo le attività elettriche medie dell’intero utero e non è in grado di rilevare gli specifici modelli di iniziazione e attivazione elettrica sulla superficie uterina durante le contrazioni.
Un recente sviluppo chiamato imaging elettromiometriale (EMMI) è stato introdotto per superare le carenze dell’EMG convenzionale. L’EMMI consente l’imaging non invasivo dell’intera sequenza di attivazione elettrica del miometrio durante le contrazioni uterine 18,19,20,21. Per acquisire la geometria corpo-utero, l’EMMI utilizza la risonanza magnetica per immagini (MRI) pesata in T122,23,24, che è stata ampiamente utilizzata per le donne in gravidanza durante il secondo e il terzo trimestre. Successivamente, vengono utilizzati fino a 192 elettrodi a spillo posizionati sulla superficie del corpo per raccogliere registrazioni elettriche dal miometrio. Infine, la pipeline di elaborazione dei dati EMMI viene eseguita per combinare la geometria corpo-utero con i dati elettrici per ricostruire e visualizzare le attività elettriche sulla superficie uterina21. L’EMMI è in grado di localizzare con precisione l’inizio delle contrazioni uterine e i modelli di propagazione delle immagini durante le contrazioni uterine in tre dimensioni. Questo articolo ha lo scopo di presentare le procedure EMMI e dimostrare i risultati rappresentativi ottenuti dalle donne in gravidanza.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’elettromiografia ha indicato che la frequenza e l’ampiezza dei segnali elettrici uterini alterano durante il periodo gestazionale 2,16,25. Diversi studi hanno esplorato i modelli di propagazione uterina delle contrazioni uterine in pazienti in travaglio attivo 10,17,26,27,28.<sup class="xr…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo Deborah Frank per l’editing di questo manoscritto e Jessica Chubiz per l’organizzazione del progetto. Finanziamento: Questo lavoro è stato sostenuto dalla sovvenzione del March of Dimes Center (22-FY14-486), dalle sovvenzioni del NIH/National Institute of Child Health and Human Development (R01HD094381 ai PI Wang/Cahill; R01HD104822 a PI Wang/Schwartz/Cahill), da sovvenzioni del Burroughs Wellcome Fund Preterm Birth Initiative (NGP10119 a PI Wang) e da sovvenzioni della Bill and Melinda Gates Foundation (INV-005417, INV-035476 e INV-037302 a 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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