Advanced

Dynamic Fetal and Placental Circulatory Changes during Uterine Contractions

Li, Hui LU (2003)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Oxytocin-stresstestet (OST) introducerades för mer än 30 år sedan som ett kliniskt test att bedöma moderkakans reservkapacitet att tillgodose fostrets behov av syre. Vid ett OST framkallas med hjälp av oxytocininfusion ett regelbundet ”värkarbete” i avsikt att imitera värkarbetet under förlossningen. Under livmodersammandragningarna stängs blodcirkulationen i livmodern tillfälligt av, och därigenom också tillförseln av syre till fostret via moderns blod. Fostret ska således klara sig på sina syrereserver under den korta tid syretillförseln är avbruten. Om fostrets syrereserver är goda vållar en sådan avstängning inga problem, men om fostret balanserar på gränsen till en kronisk syrebrist (hypoxi)... (More)
Popular Abstract in Swedish

Oxytocin-stresstestet (OST) introducerades för mer än 30 år sedan som ett kliniskt test att bedöma moderkakans reservkapacitet att tillgodose fostrets behov av syre. Vid ett OST framkallas med hjälp av oxytocininfusion ett regelbundet ”värkarbete” i avsikt att imitera värkarbetet under förlossningen. Under livmodersammandragningarna stängs blodcirkulationen i livmodern tillfälligt av, och därigenom också tillförseln av syre till fostret via moderns blod. Fostret ska således klara sig på sina syrereserver under den korta tid syretillförseln är avbruten. Om fostrets syrereserver är goda vållar en sådan avstängning inga problem, men om fostret balanserar på gränsen till en kronisk syrebrist (hypoxi) kan sammandragningarna göra att fostret går in i ett tillstånd av akut syrebrist. Detta visar sig då som s.k. sena decelerationer vid registrering av fosterhjärtfrekvensen med CTG (cardiotokografi). Testet säges då vara positivt, d.v.s. onormalt.



Ett OST kan vara indicerat att utföra i fullgången tid vid tillstånd där fostret kan förväntas ha en nedsatt syrereserv och där ett förlossningsarbete skulle kunna utgöra ett hot mot fostrets hälsa. Fetal tillväxthämning är exempel på ett sådant tillstånd. Ett OST är emellertid omständligt att utföra och vid de flesta förlossningskliniker har man därför övergivit testet till förmån för andra, mera lättillgängliga metoder. Det finns emellertid få studier som talar för att andra metoder är bättre eller lika bra som ett OST på att identifiera foster i farozonen.



Vid Kvinnokliniken i Malmö har vi aldrig helt övergivit OST som ett tillförlitligt övervakningsinstrument, utan utnyttjar fortfarande testet i selekterade fall där det råder tveksamhet om när det är lämpligast att avbryta graviditeten, och i såfall vilken förlossningsmetod som bör användas. Exempel på ett sådant tillstånd är fetal tillväxthämning med lätt till medelsvår påverkan av blodflödet i navelsträngsartärerna. Vid grava förändringar av blodflödet väljs i Malmö alltid kejsarsnitt som förlossningsmetod. Med tanke på att endast kvinnor med graviditetskomplikationer utsätts för OST väljer vi även vid positivt OST kejsarsnitt som förlossningsmetod.



I föreliggande avhandlingsarbetet ville vi dels utvärdera förmågan hos ett OST att rätt sortera tillväxthämmade foster med och utan blodflödesförändringar i navelsträngsartärerna till planerad vaginal förlossning respektive kejsarsnitt, dels utnyttja testet som en vetenskaplig modell för att studera dynamiska förändringar av cirkulationen i livmoder, moderkaka och foster vid hypoxi framkallad av livmodersammandragningarna. Vi utförde simultant CTG och blodflödesmätningar med Doppler-ultraljudsteknik före, under och mellan livmodersammandragningarna. Endast resultaten av OST och blodflödesmätningar i navelsträngsartärerna under basala förhållanden delgavs den handläggande förlossningsläkaren och utgjorde grunden för det kliniska ställningstagandet.



Avhandlingsarbetet omfattar sex delarbeten, där det kliniska handläggandet av graviditeter komplicerade av fetal tillväxthämning utvärderades i arbete I, blodflödet till livmodern (uterina-artärerna, a. uterina) i arbetena II och III, blodflödet i



navelsträngsartärerna (a umbilicalis) i arbete IV, blodflödet i mellersta hjärnartären (a. cerebri media) i arbete V, och venösa blodflöden i hjärnan (v. cerebri magna alias v. Galena, sinus rectus, sinus transversus) i arbete VI. Dessutom ingick i arbete V studier av a. umbilicalis och i arbete VI studier av navelsträngsvenen (v. umbilicalis). Patienterna som ingick i de olika studierna överlappade delvis varandra.



I det första arbetet, omfattande foster med misstänkt tillväxthämning enligt ultraljudsmätningar, fann vi att OST var positivt dubbelt så ofta i gruppen med förhöjt flödesmotstånd i a. umbilicalis jämfört med gruppen med normalt flöde. Proportionen vaginala förlossningar var följaktligen lägre vid blodflödesförändringar. I fall av negativt OST, som alltså tilläts ett försök till vaginal förlossning, fanns det emellertid ingen skillnad i genomförd vaginal förlossning mellan fall med och utan blodflödesförändringar. Ett OST var således lika effektivt i båda blodflödesgrupperna att selektera fram fall lämpliga för vaginal förlossning. Ett viktigt fynd var även att vår handläggning, där högriskgraviditeter utsattes för ett OST och där negativa fall tilläts ett förlossningsarbete, inte utgjorde någon belastning för fostret med ökad frekvens av skadlig syrebrist eller ökad neonatal sjuklighet.



I undersökningarna för det andra arbetet fann vi blodflödesförändringar i uterina-artärerna som tidigare inte rapporterats i dessa kärl och som det inte finns något heltäckande kvantitativt klassificeringssystem för bedömning av flödesmotståndet beskrivet. Vi registrerade under basala förhållanden, under sammandragningar och mellan sammandragningar, 11 olika flödeshastighetsvågformer. Vågformerna klassificerades systematiskt utifrån pulsvågformens flödesmedelhastighet, där grunderna utgjordes av fynden med framåtriktat flöde under både systole och diastole (positiv flödesmedelhastighet), framåtriktat flöde under systole och nollflöde under diastole, bifasiskt flöde med framåtriktat systoliskt men reverserat diastoliskt flöde (flödemedelhastighet nära noll), nollflöden under både systole och diastole, samt reverserat flöde under både systole och diastole (negativ flödesmedelhastighet).



Vi fann även i det andra arbetet att livmodercirkulationen vid spontana sammandragningar under ett förlossningsarbete skiljde sig från cirkulationen vid oxytocin-framkallade värkar, genom att bifasiska flödesmönster i a. uterina var vanligare vid oxytocin-stimulering. Detta kan tyda på att livmoderns muskelarbete påverkas olika, eller att oxytocin har en kontraherande effekt på glatt muskel i uterina-artärerna.



Ett tredje fynd i det andra arbetet var att i ett flertal fall dominerade ett reverserat flöde i den ena uterina-artären under livmodersammandragningar. I dess fall fann vi statistiskt negativa korrelationer mellan dels flödesmedelhastigheterna i de båda uterina-artärerna, dels mellan vågformsklasserna. I ett enstaka fall fann vi reverserade flöden i båda uterina-artärerna. Dessa fynd talar för att under sammandragningar kan områden i livmodern försörjas med blod från den motsatta sidan uterina-artär i ett reciprokt förhållande, och i enstaka fall kan blodförsörjningen sannolikt även ske via anastomoser med artärerna till äggstockarna.



I det tredje arbetet undersöktes det kliniska värdet av att utföra blodflödesmätningar i a. uterina under ett OST. Vi fann inga skillnader i blodflödesmönster mellan fall



I med och utan operativ förlossning på grund av fosterljudspåverkan eller andra tecken på syrebrist. Metoden verkar därför ha ett begränsat kliniskt värde.



I det fjärde arbetet påvisades ett högre vaskulärt flödesmotstånd i a. umbilicalis i OST-positiva fall jämfört med negativa fall under och mellan livmodersammandragningar, men inte under basala förhållanden. I OST-positiva fall ökade flödesmotståndet under och mellan sammandragningarna jämfört med basala förhållanden, men detta påvisades inte hos OST-negativa fall. Dessa fynd talar för att det finns en patofysiologisk mekanism som avslöjas endast under värkarbete men inte under basala förhållanden.



I det fjärde arbetet undersöktes även det kliniska värdet av att utföra blodflödesmätningar i a. umbilicalis under ett OST. Vi fann inga skillnader i blodflödesmönster mellan fall med och utan operativ förlossning på grund av fosterljudspåverkan eller andra tecken på syrebrist, eller i förhållande till graden av fetal tillväxthämning. Metoden verkar därför ha ett begränsat kliniskt värde.



I det femte arbetet undersöktes blodflödet i a. cerebri media i förhållande till blodflödet i a. umbilicalis. Under och mellan livmodersammandragningarna påvisades en sänkning av flödesmotståndet i a. cerebri media såväl i gruppen med positivt OST som i gruppen med negativt OST. Sänkningen i positiva fall var emellertid mer uttalad än i negativa fall. I likhet med fynden i det fjärde arbetet påvisades en ökning av flödesmotståndet i a. umbilicalis i OST-positiva fall men inte i OST-negativa fall. Dessa fynd talar för att en akut ökad arteriell cerebral cirkulation är ett fysiologiskt beteende som svarar mot en relativ hypoxi framprovocerad av livmodersammandragningar, och att i OST-positiva fall var cirkulationspåverkan mer uttalad genom en centralisering av blodflödet på bekostnad av blodflödet till moderkakan.



I det femte arbetet fann vi även att i fall med tecken på omdirigering av blodflödet till hjärnan redan under basala förhållanden inträffade ingen ytterligare ökning av hjärnblodflödet under livmodersammandragningarna. I dylika fall tycks fostret ha en begränsad kapacitet att ytterligare anpassa hjärnblodflödet till en överlagrad akut syrebrist.



En ökning av flödesmotståndet i a. cerebri media under sammandragningar påvisades i ett flertal fall där fostret var vid god hälsa. Då inte någon svår syrebrist föreligger eller då fostret inte är acidotiskt, är en akut ökning av det arteriella cerebrala flödesmotståndet som svar på livmodersammandragningar sannolikt ett oskyldigt tecken.



I det sjätte arbetet undersöktes blodflödet i både artärer och vener i navelsträngen och i hjärnan. I hjärnan påvisades under livmodersammandragningar en samtidig sänkning av flödesmotståndet i a. cerebri media och sinus transversus samt en ökning av venösa flödeshastigheter i sinus rectus. Då den arteriella och venösa cirkulationen i hjärnan är i homeostas är ett ökat venöst blodflöde en logisk konsekvens av en omdirigering av det arteriella blodflödet till hjärnan.



Ett annat fynd i det sjätte arbetet var att i fall av omdirigering av blodflödet till hjärnan redan under basala förhållanden kunde en ökad perfusion av hjärnan under sammandragningar påvisas i den venösa cirkulationen men inte i den arteriella cirkulationen. Foster med prioriterat hjärnblodflöde kan alltså även om det inte gick att påvisa någon förändring i den arteriella cirkulationen, ytterligare adaptera sig till en hypoxisk situation. Blodflödesmätningar i cerebrala vener kan vara känsligare för blodflödesförändringar än mätningar i a. cerebri media.



Pulsationer i v. umbilicalis eller v. Galena är vid kronisk hypoxi tecken på allvarlig cirkulatorisk påverkan hos fostret. I det sjätte arbetet fann vi emellertid att pulsationer i dessa kärl under livmodersammandragningar uppträdde frekvent i fall med god hälsa hos fostret. Vid mild eller måttlig akut hypoxi kan pulsationer i dessa vener vara ett oskyldigt tecken, möjligen som tecken på en omdirigering av fetalt blodflöde. (Less)
Abstract
The best mode of delivery for fetuses with intrauterine growth restriction (IUGR) and umbilical artery (UA) blood flow changes is not well elucidated. Uterine artery, fetal UA, middle cerebral artery (MCA), and venous blood flow changes during uterine contractions during an oxytocin challenge test (OCT) have not been observed systemically. AIMS: To evaluate outcome in IUGR with UA blood flow changes planned for vaginal delivery after a negative OCT, and to investigate uterine artery, fetal UA, MCA, and venous blood flow during OCT with Doppler ultrasound. RESULTS: 1. A positive OCT occurred twice as often in IUGR with abnormal UA blood flow as in IUGR with normal flow. In OCT negative cases allowed a trial of labor, the vaginal delivery... (More)
The best mode of delivery for fetuses with intrauterine growth restriction (IUGR) and umbilical artery (UA) blood flow changes is not well elucidated. Uterine artery, fetal UA, middle cerebral artery (MCA), and venous blood flow changes during uterine contractions during an oxytocin challenge test (OCT) have not been observed systemically. AIMS: To evaluate outcome in IUGR with UA blood flow changes planned for vaginal delivery after a negative OCT, and to investigate uterine artery, fetal UA, MCA, and venous blood flow during OCT with Doppler ultrasound. RESULTS: 1. A positive OCT occurred twice as often in IUGR with abnormal UA blood flow as in IUGR with normal flow. In OCT negative cases allowed a trial of labor, the vaginal delivery rate was not different between the two flow groups. 2. Doppler velocimetry of blood flow velocity waveforms (FVWs) during uterine quiescence, contractions and relaxations in the uterine arteries identified 11 different waveform shapes when recordings were systemically classified with regard to the mean flow velocity over the pulse cycle. 3. No different uterine artery blood flow changes during the OCT were found in cases with or without operative delivery for fetal distress (ODFD) or birth asphyxia. 4. The UA vascular flow resistance was significantly higher in OCT positive cases compared with negative cases during uterine contractions and relaxations, but not during basal measurements; No different UA blood flow changes during the OCT were found in cases with or without ODFD or birth asphyxia. 5. The vascular flow resistance in fetal MCA decreased during uterine contractions and relaxations compared with basal measurements both in OCT positive and negative cases, but OCT positive cases showed a more pronounced decrease. 6. Increased blood flow velocities and decreased impedance to flow occurred in fetal cerebral veins parallel to a decrease of vascular flow resistance in the fetal MCA during uterine contractions. CONCLUSIONS: OCT was just as good in the abnormal flow group as in the normal flow group to select suitable candidates for a trial of vaginal delivery. The proposed qualitative classification system may accomplish to cover a complete spectrum of different uterine artery FVWs, but uterine artery blood FVWs during the OCT seems have a limited clinical value in predicting pregnancy outcome. A vascular pathophysiological mechanism operating in OCT positive cases was disclosed only during the OCT, but an ‘OCT Doppler velocimetry?of UA blood flow seems to have a limited predictive value on neonatal outcome. A redistribution of the fetal circulation with a ‘brain-sparing?flow is a physiological phenomenon occurring during acute hypoxemia provoked by uterine contractions. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Professor Arbeille, Philippe
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
sexualitet, reproduktion, andrologi, gynekologi, Obstetrik, sexuality, reproduction, andrology, gynaecology, Obstetrics, Venous, Uterine, Umbilical, Resistance, Pregnancy, Oxytocin, Labor, IUGR, Flow, Doppler, Contraction, Brain-sparing, Cerebral
pages
172 pages
publisher
Per Olofsson, Dept. of Obstet & Gynecol, Malmö university hospital, S205 02 Malmö, Sweden,
defense location
N/A
defense date
2003-01-01 10:15
ISBN
91-89625-25-0
language
English
LU publication?
yes
id
9011641a-3119-4b2f-a7f9-8fa0e07d779c (old id 466030)
date added to LUP
2007-09-27 11:24:48
date last changed
2016-09-19 08:45:07
@phdthesis{9011641a-3119-4b2f-a7f9-8fa0e07d779c,
  abstract     = {The best mode of delivery for fetuses with intrauterine growth restriction (IUGR) and umbilical artery (UA) blood flow changes is not well elucidated. Uterine artery, fetal UA, middle cerebral artery (MCA), and venous blood flow changes during uterine contractions during an oxytocin challenge test (OCT) have not been observed systemically. AIMS: To evaluate outcome in IUGR with UA blood flow changes planned for vaginal delivery after a negative OCT, and to investigate uterine artery, fetal UA, MCA, and venous blood flow during OCT with Doppler ultrasound. RESULTS: 1. A positive OCT occurred twice as often in IUGR with abnormal UA blood flow as in IUGR with normal flow. In OCT negative cases allowed a trial of labor, the vaginal delivery rate was not different between the two flow groups. 2. Doppler velocimetry of blood flow velocity waveforms (FVWs) during uterine quiescence, contractions and relaxations in the uterine arteries identified 11 different waveform shapes when recordings were systemically classified with regard to the mean flow velocity over the pulse cycle. 3. No different uterine artery blood flow changes during the OCT were found in cases with or without operative delivery for fetal distress (ODFD) or birth asphyxia. 4. The UA vascular flow resistance was significantly higher in OCT positive cases compared with negative cases during uterine contractions and relaxations, but not during basal measurements; No different UA blood flow changes during the OCT were found in cases with or without ODFD or birth asphyxia. 5. The vascular flow resistance in fetal MCA decreased during uterine contractions and relaxations compared with basal measurements both in OCT positive and negative cases, but OCT positive cases showed a more pronounced decrease. 6. Increased blood flow velocities and decreased impedance to flow occurred in fetal cerebral veins parallel to a decrease of vascular flow resistance in the fetal MCA during uterine contractions. CONCLUSIONS: OCT was just as good in the abnormal flow group as in the normal flow group to select suitable candidates for a trial of vaginal delivery. The proposed qualitative classification system may accomplish to cover a complete spectrum of different uterine artery FVWs, but uterine artery blood FVWs during the OCT seems have a limited clinical value in predicting pregnancy outcome. A vascular pathophysiological mechanism operating in OCT positive cases was disclosed only during the OCT, but an ‘OCT Doppler velocimetry?of UA blood flow seems to have a limited predictive value on neonatal outcome. A redistribution of the fetal circulation with a ‘brain-sparing?flow is a physiological phenomenon occurring during acute hypoxemia provoked by uterine contractions.},
  author       = {Li, Hui},
  isbn         = {91-89625-25-0},
  keyword      = {sexualitet,reproduktion,andrologi,gynekologi,Obstetrik,sexuality,reproduction,andrology,gynaecology,Obstetrics,Venous,Uterine,Umbilical,Resistance,Pregnancy,Oxytocin,Labor,IUGR,Flow,Doppler,Contraction,Brain-sparing,Cerebral},
  language     = {eng},
  pages        = {172},
  publisher    = {Per Olofsson, Dept. of Obstet & Gynecol, Malmö university hospital, S205 02 Malmö, Sweden,},
  school       = {Lund University},
  title        = {Dynamic Fetal and Placental Circulatory Changes during Uterine Contractions},
  year         = {2003},
}