Fisiopatologia della circolazione fetale Cardiotocografia e STAN

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1 B U R L O CONVEGNO CUORE E GRAVIDANZA Monselice, 27 Ottobre 2012 Fisiopatologia della circolazione fetale Cardiotocografia e STAN Gianpaolo Maso Centro di riferimento regionale per l HIV in gravidanza e Gravidanza ad Alto Rischio S.C. Patologia Ostetrica e Ginecologica Burlo Garofolo- Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico materno-infantile Sorveglianza fetale intrapartum: Aspettative Identificare l ipossiemia ed intervenire per prevenire l acidosi e le sequele da essa derivate Ridurre la mortalità perinatale Prevenire la Paralisi cerebrale e le sequele neurologiche a distanza 1

2 Sorveglianza fetale intrapartum Key points Conoscenza della fisiologia in relazione al test utilizzato Conoscenza della variabili rappresentate dal test in relazione alle interazioni/fattori che lo possono influenzare Conoscenza dei pattern suggestivi per distress fetale che devono essere valutati in associazione al quadro clinico e interpretati in relazione alla probabilità di compromissione fetale Il controllo della Frequenza cardiaca Fetale Fisiopatologia I cambiamenti della fcf risultano dalla modulazione istantanea del sistema autonomo da parte dei centri cardiorespiratori in risposta a input da Chemocettori Barocettori Attività sonno-veglia del SNC Regolazione ormonale Controllo della volemia Effetto diretto dell ipossia sui centri cardioregolatori del SNC (disfunzione cellulare) Perdita di accelerazioni e variabilità del BCF Deterioramento progressivo delle variabili biofisiche Ipossia: Effetto mediato (chemo/barocettori) Ipossia di grado lieve Tachicardia Ipossia severa ed acuta Bradicardia e decelerazioni 2

3 Premesse di fisiopatologia Definizioni IPOSSIEMIA interessa il sangue arterioso IPOSSIA interessa i tessuti periferici ASFISSIA interessa gli organi centrali L adattamento cardiovascolare e metabolico alla riduzione di po2 IPOSSIEMIA Attivazione dei chemocettori O 2 Maggior uptake di O 2 Riduzione dell attività (MF/MR) Ipossiemia Ipossia Riduzione della crescita Mantenimento del bilancio energetico positivo Asfissia Settimane, giorni Ore Minuti Tempo 3

4 L adattamento cardiovascolare e metabolico alla riduzione di po2 IPOSSIA Rilascio di ormoni dello stress O 2 Ridistribuzione del flusso Ipossiemia Ipossia Gluconeogenesi e attivazione metabolismo anerobico a livello periferico Mantenimento del bilancio energetico positivo Asfissia Settimane, giorni Ore Minuti Tempo L adattamento cardiovascolare e metabolico alla riduzione di po2 ASFISSIA O 2 Ipossiemia Ipossia Reazione d allarme Metabolismo anaerobico a livello degli organi centrali Compromissione del sistema di adattamento Compromissione SNC/CV Asfissia Settimane, giorni Ore Minuti Tempo 4

5 Aumentata estrazione di ossigeno dai tessuti Riduzione delle attività non essenziali Intatti Reazione ottimale all ipossiemia Conservata e piena capacità di compensare Feto in buone condizioni capace di confrontarsi con evento ipossiemico acuto in travaglio Basso rischio per danno asfittico Segni caratteristici di distress Livello di difesa 100% 0% Meccanismi di difesa fetale Aumento dell attività sistema simpatico Ridistribuzione del circolo Ridotti Reazione sub-ottimale all ipossiemia Ridotta capacità di compensare Feto precedentemente in buone condizioni esposto a ripetuti episodi ipossiemici in travaglio con riserve ridotte (cfr post termine) A rischio per danno asfittico Segni variabili di distress Metabolismo anaerobico Assenti Reazione minima /assente all ipossiemia Scompenso Problemi antenatali con distress cronico. Meccanismi di difesa già utilizzati (cfr. IUGR) Alto rischio per danno asfittico Segni non caratteristici di distress Qual è l obiettivo della sorveglianza fetale in travaglio? DIFFERENZIARE ED IDENTIFICARE Basso rischio di distress A rischio di distress con capacità di compenso Ad alto rischio per danno asfittico 5

6 Qual è il test maggiormente predittivo per identificare le sequele perinatali da distress fetale intrapartum? Definizione di distress fetale Prevalenza del fenomeno e delle sue conseguenze Metodiche diagnostiche 6

7 Criteria to Define an Acute Intrapartum Hypoxic Event as Sufficient to Cause Cerebral Palsy ACOG 2003 Essential Criteria (must meet all four) 1. Evidence of a metabolic acidosis in fetal umbilical cord arterial blood obtained at delivery (ph <7.0 and and base deficit >12 mmol/l) 2. Early onset of severe or moderate neonatal encephalopathy in infants born at 34 or more weeks of gestation 3. Cerebral palsy of the spastic quadriplegic or dyskinetic type 4. Exclusion of other identifiable etiologies such as trauma, coagulation disorders, infectious conditions, or genetic disorders Criteria that collectively suggest an intrapartum timing (within close proximity to labor and delivery, eg,0 48 hours) but are nonspecific to asphyxial insults ACOG A sentinel (signal) hypoxic event occurring immediately before or during labor 2. A sudden and sustained fetal bradycardia or the absence of fetal heart rate variability in the presence of persistent, late, or variable decelerations, usually after a hypoxic sentinel event when the pattern was previously normal 3. Apgar scores of 0 3 beyond 5 minutes 4. Onset of multisystem involvement within 72 hours of birth 5. Early imaging study showing evidence of acute nonfocal cerebral abnormality 7

8 La valutazione del ph dal funicolo alla nascita: razionale Semplice e poco costoso ph mortalità/morbilità neonatale Campione arterioso o arterioso e venoso ph arteria ombelicale = status acido-base fetale ph vena ombelicale = status acido-base materno-placentare Base Deficit = acidosi metabolica Valore medico-legale per escludere che un outcome avverso sia riconducible ad eventi intrapartum In Maternal Fetal Medicine. Creasy RK,2004 A new tool for the validation of umbilical cord acid base data Kro G. et Al. BJOG 2010, 117 ph pco2 (kpa) Arteria Ombelicale 7.25( ) 7.2 ( ) Vena Ombelicale 7.33 ( ) 5.3 ( ) Base Deficit (mmol / L) 2.8 (-1.8 / -10.0) 4.0 (-0.2 / 10.1) ph venoso > ph arterioso (>0.02) pco2 arteriosa > pco2 venosa (> 0.7 kpa) pco2 venosa > 2.9 kpa 8

9 A che valori di ph si associa il rischio di sequele neonatali? ph<7.00 ph UA ph UA No clinically relevant problem Surveillance Neonatal crisis Perintal mortality Acidemia ed encefalopatia ipossico-ischemica nei neonati a termine per ph arterioso <7 Goodwin TM et Al. Am J Obstet Gynecol 1992;167: % ,71-6,70 6,71-6,79 6,80-6,89 6,90-6,99 ph<7.00 9

10 Continuous cardiotocography (CTG) as a form of electronic fetal monitoring (EFM) for fetal assessment during labour. Alfirevic Z, Devane D, Gyte GM. Cochrane Databese Syst Rev. 2006, 19(3) Aim: CTG vs IA Results: 12 trials (>37,000 women) Neonatal seizures RR 0.50, CI 95% = Cerebral Palsy RR 1.74, 95% CI = PM rate RR 0.85, 95% CI CS RR 1.66, 95% CI OVD RR 1.16, 95% CI Conclusions The real challenge is how best to convey this uncertainty to women to enable them to make an informed choice without compromising the normality of labour CTG Sensitivity 93% Specificity 29% NPV 99,5% PPV 2,6% Metabolic Acidosis 2% Cerebral Palsy 2-3 Hypoxic Ischemic Encephalopathy 3-4 Perinatal Mortality 6-8/ 10

11 CTG e problematiche medico-legali Errata interpretazione del tracciato CTG Azione inappropriata o tardiva Mancato inquadramento del tracciato CTG nel contesto clinico ( Low-High Risk) Utilizzo non appropriato dell ossitocina Mancata archiviazione dei tracciati CTG Errori nella comunicazione Mancata supervisione Staff inadeguato Capstick B & Edwards P. Lancet 1990; 336: Ward CJ. AJOG 1991; 165: CTG: presupposti all utilizzo di linee guida Per consentire un analisi accurata della CTG, la terminologia deve essere conosciuta e usata in modo appropriato 11

12 The clinical interpretation and significance of electronic fetal heart rate patterns 2 h before delivery: an institutional observational study Maso G et al. Arch Gynecol Obstet. 2012; 286(5)

13 Intrapartum fetal heart rate patterns in the prediction of neonatal acidemia Williams K et Al. Am J Obstet Gynecol 2003,188 Group Normal variability Normal variability + late dec Normal variability + var.dec. Decreased Variability Decreased variability +late dec. Decrease variability + var.dec. N UA ph BD ph<7.0 0% 1.7% 2.3% 31% 62.5% 24% 31.6% 12,5% 25% BD> % 4.6% 5.5% 38.5% 62.5% 32% 42.1% 12.5% 25% Electronic fetal heart rate monitoring: applying principles of patient safety. Miller LA. Am J Obstet Gynecol 2012; 206(4):278-83) 13

14 Misure volte a migliorare la perfusione utero-placentare nei tracciati CTG sospetti (II) o patologici (III) Obiettivi Anomalie CTG Intervento potenziale Favorire la perfusione uteroplacentare migliorando l'ossigenazione fetale Ridurre attività uterina Attenuare la compressione sul cordone Decelerazioni ricorrenti tardive Decelerazioni prolungate o bradicardia Minima o assente variabilità della frequenza cardiaca fetale Tachisistolia con tracciato CTG di categoria II o III Decelerazioni variabili ricorrenti Decelerazione prolungata o bradicardia Posizionare la paziente in decubito laterale( sinistro o destro) Somministrazione di ossigenoterapia materna (?) Somministrare liquidi per via endovenosa Riduzione dell attività contrattile uterina Interrompere l infusione ossitocica o i trattamenti di maturazione cervicale/induzione Somministrare terapia tocolitica (es. terbutalina) Riposizionamento materno Iniziare l amnioinfusione Se vi è prolasso del cordone ombelicale, alzare la parte presentata in attesa dell espletamento del parto operativo Simpson KR. Obstet Gynecol 2005; 105 Electronic fetal heart rate monitoring: applying principles of patient safety. Miller LA. Am J Obstet Gynecol 2012; 206(4):278-83) 14

15 Scenari clinici e patterns CTG Ipossia Acuta: bradicardia prolungata Ipossia subacuta: decelerazioni ripetitive/prolungate Ipossia a sviluppo progressivo Ipossia cronica: variabilità ridotta +/- shallow decelerations Ipossia Acuta: decelerazione prolungata-bradicardia Distacco di placenta, prolasso di funicolo, rottura d utero, tachisistolia, ipertono uterino Management: gestisci il pattern CTG in relazione al quadro clinico / considera la tocolisi acuta / considera il pattern CTG prima della bradicardia Dec. >3min con fcf <80bpm e assenza di variabilità: considera il parto Trasferisci la paziente in sala operatoria. In assenza di distacco di placenta/prolasso di funicolo, dec-bradicardia bpm 90% dei casi si risolve entro 6min -95% entro 9 min. Decidi per operatività se persiste a 12 min Ugwumadu A. 15

16 Ipossia acuta: bradicardia prolungata La regola dei 3, 6, 9, 12 minuti 3 : Allerta! Rivalutare il pattern CTG alla luce del quadro clinico 6 : Attendere il ritorno della FHR alla linea di base 9 : Se permane bradicardia, predisporre per parto operativo 12 : Inizio intervento 15 : Nascita RICORDA: Bradicardia > 20 significativamente associata ad eventi e sequele neonatali post-ipossiche NB Bradicardia <100bpm, >3 : caduta del ph 0.01/minuto Ugwumadu A. Ipossia Subacuta: pattern CTG Decelerazioni variabili ripetitive e prolungate (durata della dec. >90 sec / ampiezzaprofondità >60bpm, e recupero alla linea di base <60sec) Espressione di perfusione placentare non ottimale Azione: misure adiuvanti (sospensione infusione ossitocica / tocolisi) RICORDA : Caduta del ph / 3-4 (più rapido in presenza di anidramnios, liquido tinto di meconio, IUGR, infezione) Ugwumadu A. 16

17 Gradually developing hypoxia: CTG pattern 1. Tracciato normale 2. Scomparsa delle accelerazioni 3. Comparsa di decelerazioni variabili 4. Incremento della linea di base 5. Riduzione della variabilità 6. Rapida comparsa di bradicardia Considera il quadro clinico (parità, dilatazione cervicale, progressione, fattori di rischio) Se necessario FBS x 2 (30 ) +/- ancillary tests Ugwumadu A. Gradually developing hypoxia Sequenza di ritorno alla norma 1. Si riduce la profondità/ampiezza delle decelerazioni 2. Scomparsa delle decelerazioni 3. Linea di base ritorna nella norma 4. La variabilità ritorna nella norma La scomparsa delle decelerazioni non è criterio per definire un ritorno alla norma del tracciato CTG Ugwumadu A. 17

18 Ipossia cronica: pattern CTG Assenza di accelerazioni Variabilità marcatamente ridotta (<5bpm) Shallow decelerations (<15 bpm - <15 ) La linea di base può essere normale Variabilità <5bpm >90 è un segno sospetto di ipossia: considera FBS /espletamento del parto CTG in travaglio Key points Pattern Non Rassicurante fetal distress Timing del danno non sempre prevedibile sulla base del tracciato CTG CTG patologico è suggestivo di danno, ma non ne quantifica la severità CTG non rassicurante o patologico : quanto tempo è possibile attendere prima dell intervento? Il ritardo nell intervento può peggiorare il danno senza che vi siano ulteriori modificazioni del CTG? PIANIFICA IL TIMING DEL PARTO IN RELAZIONE AL QUADRO CLINICO E TRACCIATO CTG DECIDERE DI ATTENDERE E DIVERSO DA ATTENDERE PER DECIDERE Arulkumaran S. 18

19 Most CTG abnormalities are not associated with fetal acidosis R. W. Beard, et al. The significance of the changes in the continuous foetal heart rate in the first stage of labour. J Obstet Gynaecol Br Commonw 78: , Sorveglianza fetale intrapartum La metodica ideale Sicura Diretta Non invasiva Sensibilità e specifità accettabili Sistema che rifletta la risposta fetale all ipossia in organi centrali 19

20 Nuove tecnologie per la sorveglianza del benessere fetale intrapartum Computerized Analysis of EFM Pulse oximetry Fetal ECG Near infrared spectroscopy (NIRS) ECG Fetale (fecg) Aspetti tecnici Derivazione unipolare 20

21 ECG Fetale (fecg) intrapartum La rappresentazione delle correnti elettriche generate dal miocardio ECG Fetale (fecg) per il monitoraggio del benessere fetale in travaglio Metabolismo Anaerobico Glicogenolisi Acido Lattico [K + ] Acidosi Metabolica Incremento in altezza dell onda T 21

22 ECG Fetale (fecg) Tracciato CTG Evento ST ST Bifasico Scala T/QRS EQUILIBRIO DELL ENERGIA MIOCARDICA Positivo Negativo Ossigeno Disponibile Saturazione O 2 Hb Flusso miocardico Ossigeno Consumato (carico di lavoro miocardico) Frequenza cardiaca Pressione sanguigna Contrattilità 22

23 ECG Fetale (fecg) ST Normale T/QRS stabile No ST bifasico Metabolismo miocardico aerobico Bilancio energetico positivo EQUILIBRIO DELL ENERGIA MIOCARDICA Positivo Negativo Ossigeno Disponibile Saturazione O 2 Hb Flusso miocardico Ossigeno Consumato (carico di lavoro miocardico) Frequenza cardiaca Pressione sanguigna Contrattilità 23

24 EQUILIBRIO DELL ENERGIA MIOCARDICA Positivo Negativo Aumento di adrenalina Ossigeno Disponibile Saturazione O 2 Hb Flusso miocardico Ossigeno Consumato (carico di lavoro miocardico) Frequenza cardiaca Pressione sanguigna Contrattilità ECG Fetale (fecg) Ipossia Rilascio di Adrenalina Metabolismo Anaerobico 24

25 EQUILIBRIO DELL ENERGIA MIOCARDICA Positivo Negativo Metabolismo Anaerobico Glicogenolisi Liberazione di k+ Ac.lattico Acidosi metabolica Metabolismo Aerobico Aumento di adrenalina Ossigeno Consumato (carico di lavoro miocardico) Frequenza cardiaca Pressione sanguigna Contrattilità EQUILIBRIO DELL ENERGIA MIOCARDICA Positivo Negativo Aumento di adrenalina Metabolismo Anaerobico Metabolismo Aerobico Ossigeno Consumato (carico di lavoro miocardico) Frequenza cardiaca Pressione sanguigna Contrattilità 25

26 Transitorio innalzamento T/QRS Episodi di ipossia miocardica acuta e transitoria Attivazione del metabolismo anaerobico Ritorno alla normalità ECG Fetale (fecg) Innalzamento della linea di base T/QRS >10 Metabolismo Anaerobico Stress miocardico persistente ECG Fetale (fecg) 26

27 Segmento ST Anormale Grado 2-3=anormalità ECG Fetale (fecg) Il miocardio non ha avuto il tempo di rispondere all ipossia o non ha la capacità di reagire Classificazione CTG (FIGO 1997) 27

28 Algoritmo per l interpretazione per l utilizzo CTG-ECG (STan) (<5-10 ) >2 eventi BP2-3 >1 eventi BP2-3 In presenza di CTG intermedia o patologica + evento ST che richiede l intervento, questo deve essere espletato entro 20 Se è presente una CTG patologica >60 (o meno se il pattern si deteriora rapidamente) senza eventi ST è necessario verificare le condizioni fetali (FBS). In presenza di CTG preterminale (variabilità <2bpm) è indicato l espletamento del parto ECG Fetale (fecg) per il monitoraggio del benessere fetale in travaglio Incidence of metabolic acidosis Incidence of OD for fetal distress % 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 61% Plymouth N= 2434 SRCT N= 4392 CTG CTG+ST % % Plymouth N= 2434 SRCT N= 4392 CTG CTG+ST Westgate et Al. Am J Obstet Gynecol 1993;169 Amer-Wahlin et al. Lancet 2001,358 28

29 ST Analysis of the Fetal Electrocardiogram in Intrapartum Fetal Monitoring. A Meta-Analysis Becker JH et Al. Obstet Gynecol 2012, 2012;119: Objective To compare the effects of Stan+ CTG with conventional CTG for intrapartum fetal monitoring Risults 5 trials (15,352 casi) STan + CTG vs conventional CTG Metabolic acidosis RR 0.72, 95% CI Neonatal encephalopathy RR 0.66, 95% CI Perinatal death RR 1.17, 95% CI Total operative deliveries RR % CI FBS RR % CI The cases of adverse neonatal outcome described in the literature are mainly attributable to problems with the interpretation of the cardiotocography or violation of guidelines. STan: test ideale Review of the first 1502 cases of ECG-STwaveform analysis during labour in a teaching hospital Doria V et Al. BJOG 2007,114 Limitations of ST analysis in clinical practice: three cases of intrapartum metabolic acidosis Westerhuis MEMH et Al BJOG 2007;114 29

30 Review of the first 1502 cases of ECG-STwaveform analysis during labour in a teaching hospital Doria V et Al. BJOG 2007,114 Adverse neonatal outcome n=119 (ph at birth 836/ %) Metabolic acidosis (n=23) STAN + CTG indicated action 16 (65,6%) ST event but CTG+STAN indicated no action 1 No ST event 4 (17,3%) Not intrepretable 2 (8,6%) APGAR 5 (n= 32) 18 (56%) 6 7 (21,8%) 1 APGAR 5 (n=4) 1(25%) 1 1(25%) 1 Metabolic acidosis + APGAR 5 (n= 5) 4 (80%) Admission to NNU (n=103) 61(59,2%) (22,3%) 1 NNE (n=14) 7 (50%) 3 2 (14,2%) 2 (14,2%) Total adverse outcome 65 (54,6%) (24,3%) 3 Review of the first 1502 cases of ECG-STwaveform analysis during labour in a teaching hospital Doria V et Al. BJOG 2007,114 Delay in taking action when ST event and CTG indicated delivery (suggested delivery time is 20 minutes) Nonintervention after 90 minutes of active second stage in the presence of an abnormal CTG trace, despite normal ST trace Prolonged bradycardia is a preterminal trace and warrants action based on the guidelines. Delay in action led to poor outcome Initiating ST analysis with a preterminal CTG Improper use of STAN (disconnected >20 minutes before delivery or poor quality trace) Review of adverse outcome cases 30

31 Linee Guida per l utilizzo STan Amer-Wahlin I, Arulkumaran S, Hagberg H,Marsal K, Visser GHA. BJOG 2007,114 Epoca gestazionale >36 +0 Membrane rotte STan checklist Prima di iniziare No contraindicazioni all applicazione dell elettrodo sullo scalpo fetale Primo stadio del travaglio. Assenza di premiti materni Dopo l applicazione Classificare il pattern CTG ed escludere una condizione di distress fetale Verficare la presenza di una normale onda ECG con qualità di segnale sufficiente Verificare nel Registro degli eventi la comparsa del messaggio Linea di base T/QRS determinata E accettabile l utilizzo dello STan in condizioni di CTG sospetta/dubbia, se il tracciato CTG precedente era reattivo/normale Linee Guida per l utilizzo STan Amer-Wahlin I, Arulkumaran S, Hagberg H,Marsal K, Visser GHA. BJOG 2007,114 Qualità del segnale E necessaria una registrazione continua (almeno un complesso T/QRS per minuto) per ottenere un informazione attendibile Una discontinuità di segnale/cattivo segnale del complesso T/QRS > 4 minuti può comportare la mancata rilevazione di eventi ST Disconnessione dello STan Utilizzare la funzione sospendere temporaneamente (la linea di base del complesso T/QRS precedentemente stabilita è conservata) Eventi ST possono intervenire durante il periodo di disconnessione Se il pattern CTG dopo la disconnessione fosse anormale, è necessario verificare la condizione fetale mediante test adiuvanti (FBS- test di stimolo) Febbre Materna STAN è metodica per l identificazione di ipossia/asfissia e non per infezione fetale 31

32 CTG- STan: Considerazioni essenziali Fornisce informazioni in tempo reale sulle condizioni metaboliche fetali Il sistema impiega 20 per attivare il registro degli eventi E fondamentale iniziare la registrazione prima che si verifichino eventi ipossici per visualizzare le modificazioni ECG In fase espulsiva l ipossia insorge molto rapidamente, motivo per cui è raccomandata l applicazione dell elettrodo in fase dilatante Un tracciato preterminale impone l espletamento del parto indipendentemente dal rilievo STan L utilizzo dello STAN è imprescindibile da un adeguato training e auditing periodico 32