Quantitative Kardiotokographie

Zusammenfassung

Fragestellung: Ziel der Arbeit war es herauszufinden, ob eine computergestützte Quantifizierung wesentlicher CTG-Merkmale mithilfe eines Scores eine ähnlich gute Korrelation mit den Parametern des fetalen Säurebasenhaushaltes (SBH) ergibt wie die „semiquantitative“ augenoptische CTG-Analyse.

Methodik: In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Mathematik der Fachhochschule Bielefeld (Prof. Dr. Walden) wurde eine Hardwarekonfiguration und ein Computerprogrammsystem entwickelt (geschrieben in MATLAB), mit dem die Dezelerationsflächensumme, das basale fetale Frequenzniveau und die Mikrofluktuation der fetalen Herzfrequenz (FHF) im Off- und Onlinebetrieb scoregerecht im 5-Minuten-Rhythmus quantifiziert werden kann. Um den statistischen Zusammenhang zwischen fetalem SBH und den Herzfrequenzphänomenen zu verifizieren, wurden Subroutinen geschrieben, die auch derartige Berechnungen (im Offlinebetrieb) ermöglichen. Für Unterrichtszwecke wurde eine neue (beamergestützte) CTG-Darstellungsoption geschaffen. Der Geburtshelfer kann darüber hinaus in einen Dialog mit dem Computer eintreten mit dem Ziel, wichtige Stellgrößen des CTG-Scores selbst zu setzen und dergestalt evtl. neue, eigene Scoremodelle zu entwickeln.

Ergebnisse: Bei bisher 309 durchgetesteten intrapartalen Kardiotokogrammen (F-EKG) ließ sich ein Korrelationskoeffizient mit dem aktuellen pH, NA von r = - 0,491 (p < 10^-4), und für den Basenexzess von r = - 0,520 (p << 10^-4) errechnen. In dieser Stichprobe waren keine Fälle mit pH-Werten unter 7,0 enthalten. Das Scorepotenzial (pH: 7,300 - 6,700) wurde daher nur zu ca. 50 % ausgeschöpft. An typischen Einzelbeispielen werden die speziellen Programmoptionen vorgestellt. Es konnte bewiesen werden, dass eine adäquate nummerische Bewertung bestimmter FHF-Phänomene reproduzierbar und biasfrei den intrauterinen Zustand des Fetus, gemessen an den Parametern seines SBH, in berechenbaren Grenzen vorhersagen kann.

Schlussfolgerungen: Mit dem entwickelten MATLAB-Programm kann die FHF erstmals quantitativ on- und offline analysiert werden. Durch die elektronische Quantifizierung der FHF (das QCTG) könnte das diagnostische Potenzial der Kardiotokographie in Zukunft objektiv ausgelotet werden.

Abstract

Purpose of the study: To establish whether computer-assisted quantification of relevant CTG features on the basis of a score shows a correlation with the parameters of a fetal acid-base balance (ABB) of similar quality to that provided by “semiquantitative” visual CTG analysis.

Methods: In collaboration with the Chair of Mathematics at Bielefeld Technical University (Prof. R. Walden), a hardware configuration and a computer programming system written in MATLAB was developed that makes it possible to quantify the deceleration area sum, the basal fetal heart rate (FHR) and FHR microfluctuation during offline and online operation at intervals of five minutes using a score. In order to verify the statistical correlation between fetal ABB and FHR, several subroutines were written. They also enable this to be calculated offline. A new beamer-assisted CTG imaging option was created for purposes of instruction. Moreover, obstetricians can engage in a dialogue with the computer with a view to setting important parameters of the CTG score themselves. In this way, they may develop new score models of their own.

Results: The 309 intrapartal cardiotocograms (fetal ECG) tested so far showed a correlation coefficient of r = - 0.491 (p < 10^-4) with the actual pH, UA and of r = - 0.520 (p << 10^-4) for the base excess. This random sample did not contain any pH value less than 7.000. The score potential (range 0 - 15, corresponding to pH: 7.300 - 6.700) was hence utilized only to about 50 %. The special options of the program are illustrated by typical individual examples. It could be proved that an adequate numerical evaluation of certain FHR phenomena can within calculable limits predict reproducibly and without bias the intrauterine state of the fetus as measured on the basis of its AB parameters.

Conclusions: It is possible to analyze FHR quantitatively for the first time using a program written in MATLAB. The diagnostic potential of cardiotocography may be objectively established by electronic quantification of FHR.

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