EFFETTI DELL ASSUNZIONE MATERNA DI CIOCCOLATA SULLA FREQUENZA CARDIACA FETALE

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1 UNIVERSITÀ POLITECNICA DELLE MARCHE FACOLTÀ DI MEDICINA E CHIRURGIA Dottorato di Ricerca XI Ciclo Curriculum Medicina e Prevenzione Tesi di Dottorato EFFETTI DELL ASSUNZIONE MATERNA DI CIOCCOLATA SULLA FREQUENZA CARDIACA FETALE Dottoranda Giorgia Buscicchio Relatore Prof. Andrea Luigi Tranquilli ANNO ACCADEMICO /2012

2 2 A mio padre

3 INDICE CAPITOLO PRIMO: CARDIOTOCOGRAFIA COMPUTERIZZATA 1.1 Riferimenti storici 1.2 La fisica degli ultrasuoni 1.3 Il principio su cui si basa la cardiotocografia 1.4 Il sistema per la cardiotocografia computerizzata 1.5 Rilevazione dei parametri cardiotocografici 1.6 Parametri rilevati dalla cardiotocografia computerizzata 1.7 I sistemi computerizzati oggi in commercio CAPITOLO SECONDO: 2.1 CIOCCOLATO 2.2 CAFFE 2.3 Meccanismo d azione 2.4 Effetti cardiovascolari delle metilxantine nell uomo 2.5 Principali effetti delle metilxantine sul feto 3

4 SESSIONE SPERIMENTALE: 3.1 OBIETTIVO 3.2 I STUDIO SPERIMENTALE: EFFETTI DEL CIOCCOLATO VERSUS CAFFEINA SULLA FREQUENZA CARDIACA FETALE 3.3 II STUDIO SPERIMENTALE: EFFETTI DEL CIOCCOLATO A DIVERSE CONCENTRAZIONI (30% E 80%) SULLA FREQUENZA CARDIACA FETALE 3.4 III STUDIO SPERIMENTALE: EFFETTI DEL CIOCCOLATO SULLA FREQUENZA CARDIACA DEL FETO MASCHIO E DEL FETO FEMMINA 3.5 CONCLUSIONI CAPITOLO PRIMO CARDIOTOCOGRAFIA COMPUTERIZZATA (cctg) 1.1 Riferimenti storici La cardiotocografia è l applicazione tecnologica moderna dell antica osservazione di esiti neonatali sfavorevoli quando il battito cardiaco fetale (BCF) presentava dei cali. E una 4

5 metodica altamente affidabile nella descrizione di eventi ipossici (in particolare acuti) fetali. Consiste nella registrazione simultanea del battito cardiaco fetale e dell'attività contrattile uterina ed è attualmente il metodo più diffuso di monitoraggio antepartum e intrapartum per la conferma del benessere fetale [1-2]. Il BCF fu individuato e descritto sin dal 1600 ed ebbe numerosi studiosi nel In questi anni l auscultazione del cuore fetale fu una grande innovazione: il feto non veniva più visto come essere indiscindibile dalla madre bensì come entità singola, come presenza percepibile. Il suono del cuore fetale è stato rilevato per la prima volta da Marsac di Francia nel 1600 ed è stato poi descritto da un suo collega, Philippe Le Gaust. Questa scoperta è passata inosservata fino al 1818, quando Mayor descrisse il suono del cuore fetale appoggiando un orecchio sull addome materno. Un medico francese, Jeacques-Alexandre Le Jumeau, Visconte di Kergaradec (Fig.1), pubblicò il 26 Dicembre 1821 il primo lavoro su l ascultazione del cuore fetale. Kergaradec suggerì che l'auscultazione del cuore fetale poteva risultare utile nella rilevazione della vitalità fetale. Le sue osservazioni furono una specie di rivoluzione in quanto si passò da una situazione di feto oggetto a feto soggetto [3]. 5

6 Fig.1: Jacques Alexandre Le Jumeau, Vicomte de Kergaradec ( ). Nel 1893, Von Winckel descrisse i criteri valutativi della sofferenza fetale che sono rimasti pressochè gli stessi sino all'introduzione del monitoraggio elettronico fetale (EFM). Nel 1906 Cremer descrisse l'uso dell'elettrocardiogramma fetale utilizzando dei conduttori elettrici transvaginali. Nel 1958, Edward Hon (il "padre dell'efm" negli Stati Uniti d'america) mostrò, per mezzo di una registrazione istantanea, un ECG fetale da un addome materno. Lui e i suoi colleghi misurarono gli intervalli R-R da un tracciato ECG continuo e li convertirono matematicamente in frequenza (in battiti per minuto, bpm), e quindi riscrissero ciascun intervallo su carta da tracciato. Da questi sforzi Hon, Caldeyro-Barcia in Uruguay e Hammacher in Germania incominciarono a descrivere la variabilità dei patterns della frequenza cardiaca fetale (FHR) associata a differenti gradi di sofferenza fetale [2]. L introduzione del primo cardiotocografo commerciale nella pratica clinica che si deve proprio ad Hammacher nel In questi anni la perdita del benessere fetale durante il parto (la cosiddetta sofferenza fetale ) era definita come la diminuzione della frequenza cardiaca fetale e, nella presentazione di vertice, la fuoriuscita di meconio durante il parto. Da allora molto impegno scientifico e molto entusiasmo sono stati profusi dagli ostetrici nei confronti di una metodica che sembrava poter dare la possibilità concreta di capire quando e perché si verificasse un deterioramento della salute del feto, e quindi, di intervenire più efficacemente [4]. Nonostante però gli iniziali entusiasmi, diversi studi randomizzati hanno dimostrato che, a fronte di una buona seppure non ottimale capacità predittiva di un tracciato cardiotocografico (CTG) normale, un tracciato anormale non è necessariamente indice di una sottostante patologia fetale. Diversi sono i fattori sia fisiopatologici che tecnici che, se non correttamente tenuti in considerazione nella valutazione del tracciato CTG, comportano incongruenze tra il risultato del test e l outcome neonatale, con conseguente scorretta gestione del paziente. 6

7 Tra questi vi sono innanzitutto una elevata variabilità interosservatore nella valutazione del tracciato CTG anche in operatori esperti, e la difficoltà o impossibilità, da parte dell occhio umano di trarre tutte le informazioni necessarie dal segnale della frequenza cardiaca fetale (FCF). La cardiotocografia è stata dunque introdotta nella pratica clinica al fine di proteggere la vita fetale e di sorvegliarne il benessere. Claude Sureau nel 1994 definì questo strumento importante per la sorveglianza fetale capace di identificare il distress fetale e le sue conseguenze. L esecuzione della cardiotocografia dopo la 26^ settimana di gestazione permette il controllo irrinunciabile per il monitoraggio del feto a rischio, per la valutazione del suo stato di salute e infine per la prognosi perinatale. Attualmente nel mondo la maggior parte delle decisioni ostetriche nell assistenza al parto di feti con taglio cesareo, forcipe o vacuum extractor, a causa di distress fetale, è legata alle informazioni raccolte attraverso l utilizzo della cardiotocografia. La CTG all inizio è stata introdotta su basi empiriche in quanto era solo in parte conosciuta la fisiopatologia alla base della frequenza cardiaca fetale ed erano poco conosciuti i fattori che la influenzavano. Non si conoscevano le implicazioni cliniche dei patterns cardiotocografici anormali. L introduzione simultanea di linee guida per classificare ed interpretare i patterns cardiotocografici in differenti continenti hanno contribuito a determinare una confusione nella nomenclatura e definizioni. Il futuro della cardiotocografia è nel miglioramento della qualità di strumentazione che si basa sulla conoscenza più approfondita del significato dei patterns cardiotocografici e nel riconoscimento della giusta collocazione del cardiotocografo nella sorveglianza tecnica del feto [5]. 1.2 La fisica degli ultrasuoni Gli ultrasuoni sono onde meccaniche di elevata frequenza, superiore a quella dell udibile (> Hertz ovvero 16 khz). Quando un fascio ultrasonico, emesso da un trasduttore (T) incontra l interfaccia (I) fra due tessuti che hanno impedenza caratteristica diversa, 7

8 esso viene in parte riflesso ed in parte rifratto (Fig. 1). Se l interfaccia è ferma, il fascio ultrasonico viene riflesso con la stessa frequenza con cui è stato emesso. Se l interfaccia è in movimento, la frequenza del fascio di ritorno è diversa: maggiore di quella di emissione se I è in avvicinamento rispetto a T, minore se è in allontanamento (Fig 2). Questo fenomeno si chiama effetto Doppler e la differenza di frequenza fra fascio emesso e fascio riflesso si chiama shift Doppler o frequenza Doppler (fd). La fd è direttamente proporzionale alla velocità con cui I si muove, sia il movimento in avvicinamento od in allontanamento. Nella diagnostica ostetrica le frequenze di emissione utilizzate variano dai 2 milioni ai 5 milioni di Hertz (2 5 mega Hertz, MHz). La fd è invece nell ordine dei khz, ed è al disotto della soglia dei 16 khz; pertanto è nel range dell udibile. L effetto Doppler può essere sfruttato per rilevare la frequenza cardiaca fetale, oppure per valutare la direzione e velocità di flusso nel circolo fetale. Quando il fascio ultrasonico è diretto verso il cuore del feto, il movimento delle valvole cardiache (la mitrale o la tricuspide) determina l effetto Doppler. Su questo principio funzionano i rilevatori ad ultrasuoni del battito cardiaco fetale (bcf) comunemente utilizzati negli ambulatori e sale parto. Possiamo udire il suono ad ogni apertura o chiusura della valvola cardiaca; contando il numero di suoni, e quindi di aperture o chiusure, in un minuto possiamo definire la frequenza cardiaca fetale. Il cardiografo altro non fa che effettuare in modo automatico questa operazione e registrarla su carta. Nella figura sottostante (a sinistra) sono riportate le durate degli intervalli fra un ciclo cardiaco ed il successivo in ordinate (msec) in funzione del tempo in ascisse. Ciascun intervallo viene trasformato in frequenza (FCF) e registrato in funzione del tempo (figura sottostante a destra). 8

9 Ricordiamo che il rapporto fra intervallo (periodo P) e Frequenza (F) è: F = t/p ove t è l unità di tempo (1 minuto, ovvero 60 secondi, ovvero msec). Se, ad esempio, l intervallo fra un suono ed il successivo è di 500 msec, F è pari a 120 battiti per minuto (bpm); se il successivo intervallo è pari a 450 msec, F è 133 bpm. Poiché, in un feto normale, gli intervalli si modificano in continuazione, anche le frequenze si modificano di conseguenza. In realtà, nel tracciato cardiografico, ogni punto che contribuisce a creare la traccia risulta dalla media di 3 5 battiti cardiaci: pertanto il primo punto è la media delle frequenze rilevate dal primo al quinto battito; il secondo è la media delle frequenze rilevate dal secondo al sesto; la terza dal terzo al settimo e così via. Il risultato è una traccia continua, in cui le frequenze sono riportate in funzione del tempo. La traccia può apparire diversa a seconda che la carta venga fatta scorrere più o meno velocemente (in genere si usano velocità di scorrimento di 1 o 2 cm/min). La tocografia valuta e registra l attività contrattile dell utero. Oggi si utilizzano metodi esterni di rilevazione. Il dato tocografico esterno è una grandezza complessa risultante dalle variazioni nella consistenza della parete uterina, nonché dalla deformazione e dallo spostamento dell utero. 9

10 E rilevato mediante un trasduttore posto sull addome materno e fornito, nella parte rivolta verso la parete addominale, di un pistoncino che, durante la contrazione o i movimenti attivi del feto, viene spostato dalla sua posizione di riposo. All interno del trasduttore tali variazioni meccaniche sono convertite, secondo il principio dello strain-gauge, in valori di tensione elettrica ad esse proporzionali. I segnali elettrici pilotano poi la registrazione grafica attraverso le escursioni di una penna galvanometrica. La tocografia esterna consente di valutare la frequenza delle contrazioni uterine; circa le altre variabili dell attività contrattile (ampiezza e durata delle contrazioni, tono di base) fornisce solo indicazioni relative. Per quanto riguarda, in particolare, l ampiezza della contrazione, il tocogramma esterno, se le condizioni di esercizio sono mantenute costanti nel corso della registrazione, esprime l aumento o la diminuzione di tale grandezza al procedere del travaglio, ma non può essere letto in termini di mmhg. La tocografia permette inoltre di rilevare i movimenti attivi fetali. La modalità di esecuzione prevede che la paziente venga posta in decubito supino. Il trasduttore deve essere collocato in corrispondenza del terzo superiore del corpo dell utero poiché a questo livello le variazioni di forma e tensione dell addome materno sono più spiccate. E opportuno fissare la cintura elastica del trasduttore con tensione il più possibile costante da registrazione a registrazione (fig. 6). 10

11 Fig. 6 La calibratura deve essere effettuata quando, palpatoriamente, l utero è in condizioni di riposo: si agisce allora sull apposito potenziometro fino a portare il pennino scrivente su un livello prefissato della scala, livello che sarà poi mantenuto costante da registrazione a registrazione. Si consiglia di valutare palpatoriamente l intensità delle prime due o tre contrazioni registrate e, quindi, di regolare la tensione della cintura di fissaggio in modo che contrazioni valutate manualmente di media intensità non superino in ampiezza la metà inferiore della scala. Per ottenere una registrazione accurata occorre: - riposizionare il trasduttore in rapporto alla discesa della parte presentata e alla conseguente riduzione del diametro longitudinale dell utero; - ricontrollare la tensione della cintura di fissaggio nel corso della registrazione: i movimenti della gravida, in particolare la flessione delle cosce sull addome, possono, infatti, modificarla [6]. 1.3 Il principio su cui si basa la cardiotocografia 11

12 Lo spazio intervilloso è irrorato da arteriole e venule che originano dalla circolazione uterina delle arteriole spirali. Le arteriole che portano sangue allo spazio intervilloso hanno una pressione di circa mmhg, mentre le venule che drenano lo spazio hanno una pressione di circa mmhg. Entrambi questi sistemi di vasi provengono dal sistema delle arterie uterine radiali che perforano la muscolatura del viscere e che sono quindi strette in una morsa, nella contrazione miometriale. In condizioni basali, il tono uterino è di 20 mmhg. Quando inizia una contrazione, il tessuto muscolare stringe i vasi che portano sangue verso lo spazio intervilloso. Quando la pressione della contrazione equipara quella delle venule (circa 40mmHg) queste si occludono. Le arteriole continuano ad essere pervie, cosicché nello spazio intervilloso si assiste ad un blocco del deflusso con un conseguente aumento del sangue arteriolare più ossigenato. Lo spazio viene iperossigenato. Con il crescere della contrazione, si riduce progressivamente l afflusso arteriolare che, all acme della contrazione, viene del tutto ad essere bloccato. All apice della contrazione (80-100mmHg) e finché non inizia sufficiente rilasciamento (circa ), non vi è afflusso né deflusso nello spazio intervilloso. Quando l utero comincia a rilasciarsi (60-40mmHg), si dischiudono le arteriole e progressivamente riprende il flusso arterioso: lo spazio intervilloso si riossigena, mentre le venule sono ancora occluse. Quando la contrazione scompare (20mmHg) riprende anche il deflusso venoso. Questo meccanismo è fisiologico, inclusa la breve apnea che si realizza all apice della contrazione. E abbastanza chiaro che un feto normalmente ossigenato è tranquillamente in grado di sostenere questo percorso, avendo a disposizione l iperossigenazione determinata dall iperafflusso nella prima parte della contrazione ed avendo comunque una propria riserva ossigenativa. Un feto che abbia esaurito le proprie riserve (ad esempio in condizioni di iposviluppo o IUGR), invece, non ha una propria autonomia e sopravvive solo del costante afflusso ossigenativo delle condizioni basali. In questo caso, accade che, arrivata l acme della contrazione e mancando afflusso allo spazio intervilloso per alcune decine di secondi, il feto consuma in quel tempo tutto l ossigeno, terminato il quale non ha più risorse. I chemocettori del feto percepiscono l esaurimento dell ossigeno e inducono una pronta risposta vagale. L attività cardioregolatoria, infatti, è una di quelle che più impegna il metabolismo fetale. Con poco ossigeno a disposizione, il metabolismo cambia in 12

13 anaerobio, e le attività si devono adattare: la risposta vagale induce una bradicardia, che ha la finalità di ridurre il consumo energetico: questa è la decelerazione della FCF. Poiché la decelerazione interviene dopo l acme della contrazione, anche dalla sua rappresentazione grafica viene in gergo definita tardiva. Tornando l utero a rilasciarsi e riprendendo l afflusso il feto torna successivamente alla FCF di base. La decelerazione tardiva della FCF è il segno dell esaurimento del feto, il segno dell ipossia acuta, i cali da cui è iniziata la storia della cardiotocografia. Se questo schema di base è relativamente lineare, esistono però altre condizioni di cardiodecelerazione, e soprattutto condizioni nelle quali manca tale stress ipossico fisiologico che è la contrazione uterina,e dalle quali trarre informazioni altrettanto lineari e correlate alla clinica, può non essere facile: è questa la condizione della CTG in gravidanza. Un altro punto da chiarire, infine, quando ci si avvicina alla cardiotocografia, è che questa metodica va valutata in un più ampio contesto clinico, dal quale non può essere staccata. Lettura ed interpretazione risentono della fase della gravidanza o travaglio in cui questa si applica, delle condizioni materne, dell età gestazionale, dell influenza di altri fattori, quali i farmaci, tutti elementi da considerare ai fini della interpretazione. Ne consegue, a maggior ragione, che le azioni che da quella interpretazione possono derivare sono da inserirsi nel contesto clinico (età gestazionale, reperto della visita, stadio del travaglio, organizzazione strutturale), cosicché azioni derivati dallo stesso tracciato possono essere diverse a seconda del contesto in cui sono realizzate. Questo spiega la difformità di interpretazione e di azioni suggerite che talvolta si trovano in letteratura. 1.4 Il sistema per la cardiotocografia computerizzata Un sistema per l analisi computerizzata della FCF è costituito da due componenti, schematicamente anche se non necessariamente separati: un cardiotocografo, ovvero un apparecchiatura che tramite Doppler o ECG, rileva il segnale della FCF, dell attività contrattile uterina e dell attività motoria fetale un software per l analisi delle informazioni rilevate dal cardiotocografo, funzionante in genere su un personal computer. 13

14 Il segnale proveniente dal cardiotocografo, per essere acquisito dal PC, deve necessariamente essere convertito in forma digitale, tramite una scheda di acquisizione e conversione analogico / digitale, che solitamente è implementata nel cardiotocografo stesso. Ne PC è presente un software in grado di acquisire il segnale digitale operandone le opportune modifiche (eliminazione del rumore o artefatti, amplificazione del segnale, etc.) e memorizzandone i dati su un supporto magnetico, in genere un database contenente anche informazioni anagrafiche e cliniche relative alla paziente in esame. Inoltre i software di recente sviluppo consentono la visualizzazione del tracciato cardiotocografico e dei risultati dell analisi computerizzata direttamente su schermo, aggiornando i calcoli mentre è in corso la registrazione CTG (modalità on-line ) e permettendo, al termine della registrazione, la rianalisi del tracciato o l analisi di porzioni dello stesso, scelte dall utente (modalità off-line ) [7]. 1.5 rilevazione dei parametri cardiotocografici Il segnale relativo alla FCF viene ricavato dal PC mediante un campionamento verso la scheda di conversione analogico / digitale ad intervalli regolari. La frequenza di campionamento del segnale della FCF (canale US e EGC ) è diversa da sistema a sistema e varia da 10 Hz a 0.2 Hz circa. I sistemi computerizzati commercialmente disponibili, specie se utilizzati con cardiotocografi a rilevazione Doppler, utilizzano solitamente frequenze di campionamento relativamente basse, come il System che utilizza un campionamento ogni 3.75 secondi. Il campionamento del segnale relativo al tono uterino (canale toco ) viene generalmente effettuato a basse frequenze (maggiori di 1 Hz ) data la minore variabilità nel tempo di questo parametro. Alcuni sistemi, inoltre, effettuano la rilevazione dell attività della funzione di autocorrelazione. Questa funzione, presente ormai su tutti i cardiotocografi commercialmente disponibili, è stata introdotta allo scopo di ridurre od eliminare gli artefatti tipo jitter, dovuti all ampio spettro di segnali Doppler provocati dalle differenti 14

15 strutture in movimento del cuore fetale, identificando un singolo picco all interno del segnale Doppler di un battito cardiaco ed utilizzando il picco avente analoga posizione nel segnale Doppler relativo ai battiti successivi. Un parametro altrettanto importante è la qualità della registrazione, espressa numericamente come percentuale di battiti persi, ovvero non registrati, sull intero tracciato. È noto che la qualità della registrazione CTG mediante Doppler è in correlazione inversa con l epoca gestazionale: nei feti di epoca gestazionale inferiore a 30 settimane, ovvero quelli che in caso di ritardo di accrescimento od altre patologie andranno maggiormente incontro ad esiti perinatali, la percentuale di perdita di segnale può arrivare al 20% del totale, inficiando quindi l attendibilità della metodica. Infine, è possibile rilevare l attività motoria fetale, visualizzando i movimenti fetali sul tracciato CTG e permettendo la correlazione visiva e automatizzata con gli eventi della FCF (accelerazione, decelerazioni, variabilità). L attività motoria può essere registrata con un metodo di rilevazione soggettivo, facendo azionare alla madre un pulsante ogni volta che sente muovere il feto, o automaticamente dal cardiotocografo mediante una rilevazione ultrasonografica e utilizzo di differenti algoritmi matematici per l estrazione dell effettivo movimento fetale. Tutti i sistemi computerizzati utilizzati nella pratica clinica consentono la registrazione continua dei parametri appena descritti, con visualizzazione online su schermo dal tracciato CTG. I risultato dell analisi computerizzata vengono in genere visualizzati in contemporanea al tracciato CTG stesso [8]. 1.6 parametri derivati dall analisi computerizzata Linea di base della FCF Il principale parametro derivato dall analisi computerizzata della FCF è la cosiddetta FCF di base, la cui accurata determinazione è indispensabili ai fini della identificazione di accelerazioni e decelerazioni e della stima della variabilità della FCF. Le tecniche utilizzate in cardiotocografia computerizzata per la stima della FCF basale si possono ricondurre essenzialmente a quattro categorie, non mutualmente esclusive: 15

16 media dei dati della FCF in una finestra mobile, per rimuovere gli effetti delle fluttuazioni casuali; scelta del valore modale o del picco di frequenza più vicino al limite inferiore della distribuzione di frequenza dei valori della FCF; applicazione di un filtro digitale per la rimozione delle componenti di FCF ad elevata e bassa frequenza; disegno, da parte dell operatore, di una linea di base valutata mediante analisi visiva sulla quale il software procederà all analisi degli altri componenti del tracciato [9]. Accelerazioni e decelerazioni Le accelerazioni sono definite come periodi del tracciato CTG durante i quali la FCF si mantiene persistentemente al di sopra del valore della linea di base di un numero di battiti per minuto e per un periodo di tempo minimo variabili a seconda del sistema utilizzato; in alcuni sistemi le accelerazioni vengono definite come piccole e grandi, a seconda di quanto si allontani lo zenit della FCF rispetto alla linea di base. L identificazione delle decelerazioni viene effettuata in maniera analoga alle accelerazioni. Oltre al numero delle accelerazioni o decelerazioni in numero assoluto e standardizzato a 50 minuti di tracciato, i parametri forniti dai vari sistemi per ogni evento sono: la durata la distanza massima dalla linea di base l area dell accelerazione o della decelerazione espressa in battiti per minuto la distanza del nadir rispetto al picco della contrazione precedente (per quanto riguarda le decelerazioni) È importante che il sistema computerizzato, prima di segnalare come reale un accelerazione o una decelerazione, effettui un controllo della qualità della registrazione. Alcuni sistemi a tal proposito considerano come erronee decelerazioni caratterizzate dalla diminuzione della FCF maggiore di 35 battiti per minuto seguita nei successivi 10 minuti da un analoga risalita della FCF, attribuendo tale evento alla temporanea registrazione della frequenza cardiaca materna. Con tale espediente l incidenza dei tracciati cosiddetti decelerativi viene ridotta del 40% [10]. 16

17 Variabilità Mentre per i parametri appena discussi l analisi computerizzata della FCF, pur costituendo un metodo obiettivo, non fornisce informazioni aggiuntive sostanziali rispetto alla valutazione visiva, è nella misurazione della variabilità della FCF basale che tale tecnica guadagna un consistente vantaggio rispetto all analisi visiva. Infatti, la complessa analisi della variabilità a breve termine e a lungo termine, espresse sia in battiti per minuto che in millisecondi, trova particolare giovamento dall analisi computerizzata [11]. La variabilità della FCF, ovvero l ampiezza della fisiologica oscillazione della FCF in condizioni di base attorno ad un valore medio, è conseguente, nel feto in buona salute, a differenti fattori di cui uno dei più importanti è l interazione tra l attività del sistema nervoso simpatico e parasimpatico sul nodo del seno. Il sistema parasimpatico, tramite il nervo vago, esercita un effetto cronotropo negativo, mentre il sistema simpatico ha un azione opposta; inoltre, a causa di un alto turnover dell acetilcolina, la risposta del nodo del seno alla stimolazione vagale è più rapida, con conseguente oscillazione dell intervallo battito-battito [12]. La velocità di variazione della frequenza cardiaca ha quindi grande importanza clinica in quanto permette un riferimento alla capacità di adattamento del cuore fetale. Diversi fattori fisiologici esercitano un influenza sulla variabilità della FCF. Innanzitutto, i movimenti respiratori, modificano la pressione arteriosa, stimolano o inibiscono i barocettori causando il riflesso nervoso di Bainbridge e quindi incrementano la variabilità [13]. L ampiezza della variabilità è quindi condizionata dall interazione tra le influenze di tipo respiratorio (mediate dall azione del vago) ed influenze di tipo comportamentale, motorio (mediate dal sistema simpatico). In corso di movimenti respiratori, si verifica un aumento della variabilità battito-battito e della linea di base della FCF; mentre in caso di movimenti generalizzati corporei si verifica un incremento del valore della linea di base della FCF, ma una riduzione della variabilità [14]. La variabilità altresì aumenta con l aumentare dell epoca gestazionale, così come la durata delle fasi di elevata variabilità ed il numero di accelerazioni. Tale aumento si verifica primariamente durante le fasi di attività fetale [15]. 17

18 Dal punto di vista clinico vengono distinti in genere tre tipi di variabilità, definiti a breve, medio e a lungo termine, a seconda della distanza in termini di tempo tra il primo e l ultimo valore di FCF a cui l indice utilizzato per il calcolo dell ampiezza della variazione di FCF fa riferimento [16]. La variabilità a breve termine è di solito calcolata sulla base delle differenze tra i successivi valori di FCF campionati dal sistema: l intervallo di tempo tra i successivi valori della FCF implicati nel calcolo di tale tipo di variabilità varia di conseguenza a seconda della frequenza di campionamento del sistema computerizzato che si sta utilizzando. Il significato clinico di tale parametro, che si esprime matematicamente in battiti al minuto, in millisecondi o utilizzando indici adimensionali, è la stima dell attività reciproca dei sistemi nervosi simpatico e parasimpatico nella loro influenza sul nodo del seno, e quindi, indirettamente, la stima del sistema nervoso autonomo centrale [17]. La variabilità a medio termine viene di solito calcolata su un minuto di registrazione, utilizzando differenti algoritmi, e viene espressa znch essa in battiti per minuto, millisecondi o con indici adimensionali. Tale tipo di variabilità viene di solito considerato maggiormente importante ai fini clinici in quanto contiene maggiori informazioni rispetto alla variabilità a breve termine, comprendendo anche le variazioni delle FCF associate ai movimenti fetali. Inoltre, in termini strettamente aritmetici la variabilità a medio termine assume valori cinque volte superiori a quelli della variabilità a breve termine, e quindi tende a variare in misura maggiore ed in modo più facilmente riconoscibile in condizioni patologiche. La differenza, nell utilizzo clinico, dei due tipi di variabilità appena descritti è incerta ma comunque difficilmente rilevante, dato che fra i due valori di variabilità esiste una forte associazione. È comunque opportuno, nella valutazione clinica del tracciato cardiotocografico, tenere conto di entrambi i tipi di variabilità, a breve e medio termine, in quanto alcuni tipi di tracciato, in particolare quello sinusoidale, si presentano con variabilità a medio termine entro i limiti della norma, ma con variabilità a breve termine al di sotto del limite di normalità [18]. La variabilità a lungo termine viene calcolata su periodi di tempo superiori al minuto di registrazione, in genere sull intero tracciato. La mancanza di un accordo 18

19 generale circa i criteri di tempo con i quali definire tale parametro, oltre al fatto che da studi preliminari tale tipo di variabilità non sembra essere in grado di discriminare feti normali e feti con ipossia o acidosi, ne ha impedito l applicazione nella pratica clinica, tanto che a tutt oggi per variabilità a lungo termine si intende la variabilità precedentemente definita come a medio termine [19]. 1.7 I sistemi computerizzati oggi in commercio Sistema 2CTG Tale sistema è composto da un cardiotocografo Hewlett-Packard M135x con trasduttore ultrasonico, da un PC Hewlett-Packard Laser Jet IIIP, e da una interfaccia digitale 590 per l acquisizione attraverso la porta seriale RS232 del cardiotocografo, in tempo reale dei seguenti dati: intervallo di tempo tra una contrazione cardiaca e la successiva stato di attivazione della funzione di autocorrelazione valori della tocodinamometria, interna od esterna attività motoria fetale, rilevata automaticamente dal cardiotocografo o manualmente attraverso un pulsante Il software del 2CTG permette l acquisizione di dati ad intervalli minimi di 250 msec in un tempo inferiore ai 5 msec e dialoga con l utente attraverso l interfaccia windows 95/98 permettendo così una notevole facilità di utilizzo [20]. System Il sistema computerizzato per l analisi della FCF più diffuso è senz altro il System 8000, messo in commercio dalla Sonicaid (Oxford - UK), che si basa su algoritmi messi appunto da Dawes e Redman. Il System 8000 è costituito da un cardiotocografo provvisto di interfaccia RS232 e sistema di auto correlazione. Il software ad intervalli minimi di 100 msec acquisisce dal cardiotocografo: l intervallo tra i battiti fetali con un precisione di 1 msec la funzione di autocorrelazione 19

20 il valore della tocodinamometria ed infine l attività motoria fetale rilevata automaticamente o tramite un pulsante dalla madre La misura dell intervallo tra i battiti cardiaci viene inizialmente testata tramite un semplice algoritmo che esclude gli errori di lettura; gli intervalli validi sono mediati su un periodo di 3.75 sec e la media viene registrata. È possibile avere un idea della qualità della registrazione valutando la percentuale di medie per le quali non c è una valida misura della FCF; se tale percentuale supera il 30% delle misurazioni negli ultimi 5 minuti, il sistema segnala all utente la scarsa qualità della registrazione. Decelerazioni ed accelerazioni nelle quali la perdita di segnale sia maggiore del 50% sono definite non valide ed ignorate [21]. Improvvisi cambiamenti della FCF maggiori di 35 bpm, con altrettanto improvvisi ritorni alla FCF di base, sono segnalati come errori e non valutati, in quanto spesso sono dovuti alla momentanea percezione del battito materno. Dawnes notò che l incidenza di tali errori è dell 8.4 % su mille registrazioni effettuate con il cardiotocografo Hewlett-Packard 8040 A e del 6.2 % su 500 registrazioni fatte con il Sonicaid FM7, il quale usa un differente algoritmo per l autocorrelazione [22]. Le contrazioni sono definite anche come minime deviazioni dalla linea di base che durino più di 30 secondi. Il calcolo della FCF è effettuato valutando la distribuzione di frequenza di 64 medie degli intervalli tra i segnali R-R, valutate su periodi di 3.75 sec; da questa distribuzione, comprendente quindi un periodo di registrazione di 4 minuti, è ricavato il valore modale: esso è usato per costruire una linea di base per tutta la serie di medie degli intervalli tra i segnali, limitandone le oscillazioni tramite un filtro digitale centrato attorno a 0.1 min [23]. La funzione del filtro si svolge limitando i valori da includere successivamente nella linea di base a quelli non eccedenti il limite di -40/+60 msec di differenza con l intervallo scelto come riferimento. Per evitare le valutazioni subottimali in presenza di tracciati saltatori, o comunque con picco modale della distribuzione di frequenza situato all estremità alta della distribuzione stessa, il sistema considera come valore di riferimento il valore modale del picco più basso nella distribuzione di frequenza della FCF, a patto che questo valore sia superiore ai 5 valori successivi. Quindi anche in presenza di una distribuzione di frequenza piatta, viene preso come valore di riferimento 20

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