Summary

गर्भवती महिलाओं में गर्भाशय के संकुचन की इलेक्ट्रोमायोमेट्रायल इमेजिंग

Published: May 26, 2023
doi:

Summary

हम निम्नलिखित प्रक्रियाओं सहित इलेक्ट्रोमायोमेट्रायल इमेजिंग (ईएमएमआई) के संचालन के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं: शरीर की सतह से कई इलेक्ट्रोमोग्राफी इलेक्ट्रोड सेंसर रिकॉर्डिंग, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग और गर्भाशय विद्युत संकेत पुनर्निर्माण।

Abstract

सामान्य गर्भावस्था के दौरान, गर्भाशय की चिकनी मांसपेशी, मायोमेट्रियम, गर्भाशय ग्रीवा को फिर से तैयार करने में मदद करने के लिए देर से गर्भधारण में कमजोर, असमन्वित संकुचन शुरू करती है। श्रम में, भ्रूण को वितरित करने के लिए मायोमेट्रियम में मजबूत, समन्वित संकुचन होते हैं। श्रम की शुरुआत की भविष्यवाणी करने के लिए गर्भाशय संकुचन पैटर्न की निगरानी के लिए विभिन्न तरीके विकसित किए गए हैं। हालांकि, वर्तमान तकनीकों में सीमित स्थानिक कवरेज और विशिष्टता है। हमने संकुचन के दौरान त्रि-आयामी गर्भाशय की सतह पर गर्भाशय विद्युत गतिविधि को गैर-संवेदनशील रूप से मैप करने के लिए इलेक्ट्रोमायोमेट्रायल इमेजिंग (ईएमएमआई) विकसित की। ईएमएमआई में पहला कदम विषय-विशिष्ट शरीर-गर्भाशय ज्यामिति प्राप्त करने के लिए टी 1-भारित चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग का उपयोग करना है। इसके बाद, शरीर की सतह पर रखे गए 192 पिन-प्रकार इलेक्ट्रोड का उपयोग मायोमेट्रियम से विद्युत रिकॉर्डिंग एकत्र करने के लिए किया जाता है। अंत में, ईएमएमआई डेटा प्रोसेसिंग पाइपलाइन गर्भाशय की सतह पर गर्भाशय विद्युत गतिविधियों के पुनर्निर्माण और छवि के लिए शरीर की सतह विद्युत डेटा के साथ शरीर-गर्भाशय ज्यामिति को संयोजित करने के लिए किया जाता है। ईएमएमआई सुरक्षित रूप से और गैर-आक्रामक रूप से तीन आयामों में पूरे गर्भाशय में प्रारंभिक सक्रियण क्षेत्रों और प्रसार पैटर्न को इमेज, पहचान और माप सकता है।

Introduction

नैदानिक रूप से, गर्भाशय के संकुचन को या तो अंतर्गर्भाशयी दबाव कैथेटर का उपयोग करके या टोकोडायनेमोमेट्री1 करके मापा जाता है। अनुसंधान सेटिंग में, गर्भाशय के संकुचन को इलेक्ट्रोमोग्राफी (ईएमजी) द्वारा मापा जा सकता है, जिसमें मायोमेट्रियम 2,3,4,5,6,7 द्वारा उत्पन्न बायोइलेक्ट्रिकल संकेतों को मापने के लिए पेट की सतह पर इलेक्ट्रोड लगाए जाते हैं। प्रीटरम में श्रम की शुरुआत की भविष्यवाणी करने के लिए ईएमजी से प्राप्त विद्युत विस्फोट 8,9,10,11,12 के परिमाण, आवृत्ति और प्रसार विशेषताओं का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, पारंपरिक ईएमजी में, गर्भाशय के संकुचन की विद्युत गतिविधि को सीमित संख्या में इलेक्ट्रोड (पेट की सतह के केंद्र में दो13 और चार 7,14,15,16, और निचले पेट की सतह पर 64 17) के साथ पेट की सतह के केवल एक छोटे से क्षेत्र से मापा जाता है। इसके अलावा, पारंपरिक ईएमजी श्रम के तंत्र का अध्ययन करने की अपनी क्षमता में सीमित है, क्योंकि यह पूरे गर्भाशय से केवल औसत विद्युत गतिविधियों को दर्शाता है और संकुचन के दौरान गर्भाशय की सतह पर विशिष्ट विद्युत दीक्षा और सक्रियण पैटर्न का पता नहीं लगा सकता है।

पारंपरिक ईएमजी की कमियों को दूर करने के लिए इलेक्ट्रोमायोमेट्रियल इमेजिंग (ईएमएमआई) नामक एक हालिया विकास पेश किया गया है। ईएमएमआई गर्भाशय संकुचन 18,19,20,21 के दौरान पूरे मायोमेट्रियम के विद्युत सक्रियण अनुक्रम की गैर-आक्रामक इमेजिंग को सक्षम करता है। शरीर-गर्भाशय ज्यामिति प्राप्त करने के लिए, ईएमएमआई टी 1-भारित चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) 22,23,24 का उपयोग करता है, जो गर्भवती महिलाओं के लिए उनके दूसरे और तीसरे तिमाही के दौरान व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके बाद, शरीर की सतह पर रखे गए 192 पिन-प्रकार इलेक्ट्रोड का उपयोग मायोमेट्रियम से विद्युत रिकॉर्डिंग एकत्र करने के लिए किया जाता है। अंत में, ईएमएमआई डेटा प्रोसेसिंग पाइपलाइन गर्भाशयकी सतह पर विद्युत गतिविधियों के पुनर्निर्माण और छवि के लिए विद्युत डेटा के साथ शरीर-गर्भाशय ज्यामिति को संयोजित करने के लिए किया जाता है। ईएमएमआई तीन आयामों में गर्भाशय के संकुचन के दौरान गर्भाशय के संकुचन और छवि प्रसार पैटर्न की शुरुआत का सटीक पता लगा सकता है। इस लेख का उद्देश्य ईएमएमआई प्रक्रियाओं को प्रस्तुत करना और गर्भवती महिलाओं से प्राप्त प्रतिनिधि परिणामों को प्रदर्शित करना है।

Protocol

यहां वर्णित सभी तरीकों को वाशिंगटन विश्वविद्यालय संस्थागत समीक्षा बोर्ड द्वारा अनुमोदित किया गया है। 1. एमआरआई-सुरक्षित मार्कर पैच, इलेक्ट्रोड पैच और शासक (चित्रा 1)।…

Representative Results

प्रतिनिधि एमआरआई-सुरक्षित पैच और इलेक्ट्रोड पैच चित्रा 1 बी, सी में दिखाए गए हैं, जो चित्रा 1 ए में दिखाए गए टेम्पलेट से बनाए गए हैं। बायोइलेक्ट्रिसिटी मैपिंग हार्डवेयर <strong cl…

Discussion

इलेक्ट्रोमोग्राफी ने संकेत दिया है कि गर्भकालीन अवधि 2,16,25 के दौरान गर्भाशय विद्युत संकेतों की आवृत्ति और आयाम बदल जाते हैं। कई अध्ययनों ने सक्रिय श्रम 10,17,26,27,28 में रोग?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

हम इस पांडुलिपि को संपादित करने के लिए डेबोरा फ्रैंक और परियोजना के आयोजन के लिए जेसिका चुबिज को धन्यवाद देते हैं। फंडिंग: इस काम को मार्च ऑफ डाइम्स सेंटर ग्रांट (22-वित्त वर्ष 2014-486) द्वारा समर्थित किया गया था, एनआईएच / नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ चाइल्ड हेल्थ एंड ह्यूमन डेवलपमेंट (R01HD094381 से पीआई वांग / काहिल को अनुदान द्वारा; काहिल को R01HD104822, बरोज वेलकम फंड प्रीटरम बर्थ इनिशिएटिव (पीआई वांग को NGP10119) से अनुदान और बिल एंड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशन (आईएनवी -005417, आईएनवी -035476, और आईएनवी -037302 से पीआई वांग) से अनुदान द्वारा।

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

References

  1. Hadar, E., Biron-Shental, T., Gavish, O., Raban, O., Yogev, Y. A comparison between electrical uterine monitor, tocodynamometer and intra uterine pressure catheter for uterine activity in labor. The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine. 28 (12), 1367-1374 (2015).
  2. Schlembach, D., Maner, W. L., Garfield, R. E., Maul, H. Monitoring the progress of pregnancy and labor using electromyography. European Journal of Obstetrics, Gynecology, and Reproductive Biology. 144, S33-S39 (2009).
  3. Jacod, B. C., Graatsma, E. M., Van Hagen, E., Visser, G. H. A. A validation of electrohysterography for uterine activity monitoring during labour. The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine. 23 (1), 17-22 (2009).
  4. Garfield, R. E., et al. Uterine Electromyography and light-induced fluorescence in the management of term and preterm labor. Journal of the Society for Gynecologic Investigation. 9 (5), 265-275 (2016).
  5. Devedeux, D., Marque, C., Mansour, S., Germain, G., Duchêne, J. Uterine electromyography: A critical review. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 169 (6), 1636-1653 (1993).
  6. Jain, S., Saad, A. F., Basraon, S. S. Comparing uterine electromyography & tocodynamometer to intrauterine pressure catheter for monitoring labor. Journal of Woman’s Reproductive Health. 1 (3), 22-30 (2016).
  7. Lucovnik, M., et al. Use of uterine electromyography to diagnose term and preterm labor. Acta Obstetricia et Gynecologica Scandinavica. 90 (2), 150-157 (2011).
  8. Garcia-Casado, J., et al. Electrohysterography in the diagnosis of preterm birth: a review. Physiological Measurement. 39 (2), 02 (2018).
  9. Maner, W. L., Garfield, R. E. Identification of human term and preterm labor using artificial neural networks on uterine electromyography data. Annals of Biomedical Engineering. 35 (3), 465-473 (2007).
  10. Rabotti, C., Mischi, M. Propagation of electrical activity in uterine muscle during pregnancy: a review. Acta Physiologica. 213 (2), 406-416 (2015).
  11. Cohen, W. R. Clinical assessment of uterine contractions. International Journal of Gynaecology and Obstetrics. 139 (2), 137-142 (2017).
  12. Maner, W. L., Garfield, R. E., Maul, H., Olson, G., Saade, G. Predicting term and preterm delivery with transabdominal uterine electromyography. Obstetrics & Gynecology. 101 (6), 1254-1260 (2003).
  13. Leman, H., Marque, C., Gondry, J. Use of the electrohysterogram signal for characterization of contractions during pregnancy. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 46 (10), 1222-1229 (1999).
  14. Vasak, B., et al. Uterine electromyography for identification of first-stage labor arrest in term nulliparous women with spontaneous onset of labor. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 209 (3), e1-e8 (2013).
  15. Euliano, T. Y., et al. Monitoring uterine activity during labor: a comparison of 3 methods. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 208 (1), e1-e6 (2013).
  16. Garfield, R. E., Maner, W. L. Physiology and electrical activity of uterine contractions. Seminars in Cell & Developmental Biology. 18 (3), 289-295 (2007).
  17. Rabotti, C., Bijloo, R., Oei, G., Mischi, M. Vectorial analysis of the electrohysterogram for prediction of preterm delivery: a preliminary study. 2011 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE. , 3880-3883 (2011).
  18. Wu, W., et al. Noninvasive high-resolution electromyometrial imaging of uterine contractions in a translational sheep model. Science Translational Medicine. 11 (483), (2019).
  19. Wang, H., et al. Accuracy of electromyometrial imaging of uterine contractions in clinical environment. Computers in Biology and Medicine. 116, 103543 (2020).
  20. Cahill, A. G., et al. Analysis of electrophysiological activation of the uterus during human labor contractions. JAMA Network Open. 5 (6), 2214707 (2022).
  21. Wang, H., et al. Noninvasive electromyometrial imaging of human uterine maturation during term labor. Nature Communications. 14 (1), 1198 (2023).
  22. Kok, R. D., de Vries, M. M., Heerschap, A., vanden Berg, P. P. Absence of harmful effects of magnetic resonance exposure at 1.5 T in utero during the third trimester of pregnancy: A follow-up study. Magnetic Resonance Imaging. 22 (6), 851-854 (2004).
  23. Choi, J. S., et al. A case series of 15 women inadvertently exposed to magnetic resonance imaging in the first trimester of pregnancy. Journal of Obstetrics and Gynaecology. 35 (8), 871-872 (2015).
  24. Ray, J. G., Vermeulen, M. J., Bharatha, A., Montanera, W. J., Park, A. L. Association between MRI exposure during pregnancy and fetal and childhood outcomes. JAMA. 316 (9), 952-961 (2016).
  25. Benedetti, M. G., Agostini, V., Knaflitz, M., Bonato, P. Applications of EMG in clinical and sports medicine. Intech Open. , 117-130 (2012).
  26. Lange, L., et al. Velocity and directionality of the electrohysterographic signal propagation. PloS One. 9 (1), e86775 (2014).
  27. Planes, J. G., Morucci, J. P., Grandjean, H., Favretto, R. External recording and processing of fast electrical activity of the uterus in human parturition. Medical & Biological Engineering & Computing. 22 (6), 585-591 (1984).
  28. Mikkelsen, E., Johansen, P., Fuglsang-Frederiksen, A., Uldbjerg, N. Electrohysterography of labor contractions: propagation velocity and direction. Acta Obstetricia et Gynecologica Scandinavica. 92 (9), 1070-1078 (2013).
  29. Young, R. C. The uterine pacemaker of labor. Best Practice & Research. Clinical Obstetrics & Gynaecology. 52, 68-87 (2018).
  30. Goldenberg, R. L. The management of preterm labor. Obstetrics and Gynecology. 100 (5), 1020-1037 (2002).
  31. Rubens, C. E., et al. Prevention of preterm birth: harnessing science to address the global epidemic. Science Translational Medicine. 6 (262), 5 (2014).
  32. Shi, H., et al. Screen-printed soft capacitive sensors for spatial mapping of both positive and negative pressures. Advanced Functional Materials. 29 (23), 1809116 (2019).
  33. Lo, L. W., et al. An inkjet-printed PEDOT:PSS-based stretchable conductor for wearable health monitoring device applications. ACS Applied Materials and Interfaces. 13 (18), 21693-21702 (2021).
  34. Lo, L. W., et al. Stretchable sponge electrodes for long-term and motion-artifact-tolerant recording of high-quality electrophysiologic signals. ACS Nano. 16 (8), 11792-11801 (2022).
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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).

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