Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
5-Year IF – 2.0, IF – 1.9, JCI (2024) – 0.43
Scopus CiteScore – 4.3
Q1 in SJR 2024, SJR score – 0.598, H-index: 49 (SJR)
ICV – 161.00; MNiSW – 70 pts
Initial editorial assessment and first decision within 24 h

ISSN 1899–5276 (print), ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2007, vol. 16, nr 2, March-April, p. 249–255

Publication type: original article

Language: English

Biophysical and Biochemical Assessment of Fetal Perinatal Hypoxia

Biofizyczne i biochemiczne metody oceny okołoporodowego niedotlenienia płodu

Marek Tomiałowicz1,, Mariusz Zimmer1,, Michał Pomorski1,, Tomasz Fuchs1,

1 Department of Human Reproduction and Obstetrics, Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland

Abstract

Background. Fetal monitoring based only on cardiotocography has caused an increase in the number of caesarian sections and vaginal procedures (vacuum, forceps). This raises the need of verifying cardiotocographic patterns and fetal monitoring during labor by means of fetal pulse oximetry. Reliable neonatal assessment after labor, including verification of the commonly used Apgar score, by measuring acid−base parameters (pH, pCO2, pO2, BE) and biochemical markers for hypoxia (troponin I) in umbilical cord blood is extremely important from both a medical and a legal point of view.
Objectives. The aim was to evaluate the simultaneous application of fetal pulse oximetry and cardiotocography in fetal monitoring during labor and to verify neonatal assessment according to the Apgar scale by means of acid−base parameter analysis and troponin I assay in umbilical cord blood.
Material and Methods. In 21 women in labor, fetal oxygen saturation (FSpO2) was measured using the Nellcor Puritan N−400 pulse oximeter. Fetal heart rate, uterine contractile activity, and fetal oxygen saturation were simultaneously recorded using the MONAKO computer system for fetal monitoring. The cardiotocographic patterns were analyzed according to Melchior’s classification. After labor, blood samples from umbilical vessels were collected and acid−base parameters and troponin I were assayed. Clinical neonatal assessment according to the Apgar scale was performed.
Results. Correlation between fetal blood oxygen saturation and the acid−base parameters of umbilical cord blood was not observed except for the base−excess value in the umbilical artery blood, which demonstrated a positive trend towards statistical significance (r = 0.44, p = 0.0513). The normal FSpO2 values recorded in this study correlated with acid−base parameters values, not indicating hypoxia. Correlation between mean fetal blood oxygen saturation and Apgar score and troponin I concentration in umbilical vein blood was not observed. Worth noting is that the normal FSpO2 values corresponded with a very good clinical condition of the neonate and troponin I values below the reference line (< 0.35 ng/ml) for fetal hypoxia. Moreover, correlation between troponin I concentrations and pH values in umbilical cord blood, which in this study did not indicate hypoxia, was not observed. No correlation was found between FSpO2 values, acid−base parameters, and the chosen types of cardiotocographic patterns according to Melchior’s classification.
Conclusion. Application of fetal pulse oximetry together with cardiotopographic pattern analysis in assessing fetal hypoxia during labor should become a standard of obstetric care. Clinical neonatal assessment according to the Apgar scale should by verified by means of acid−base parameters and troponin I measurement in the umbilical cord blood.

Streszczenie

Wprowadzenie. Ocena dobrostanu płodu za pomocą zapisu kardiotokograficznego przyczyniła się do zwiększenia liczby wykonywanych cięć cesarskich oraz zabiegów pochwowych (próżniociąg, kleszcze). W związku z tym jest konieczna weryfikacja zapisów KTG oraz monitorowanie stanu płodu podczas porodu za pomocą pulsoksymetrii. Niezwykle istotna zarówno ze względów medycznych, jak i prawnych jest wiarygodna ocena stanu noworodka po przebytym porodzie i weryfikacja powszechnie stosowanej skali Apgar za pomocą wskaźników równowagi kwasowo−zasadowej (pH, pO2, pCO2, BE) oraz biochemicznych markerów niedotlenienia płodu (troponina I) we krwi pobranej z naczyń pępowinowych.
Cel pracy. Ocena jednoczesnego zastosowania pulsoksymetrii i kardiotokografii w monitorowaniu płodu podczas porodu oraz weryfikacja stanu noworodka ocenianego wg skali Apgar za pomocą analizy wskaźników równowagi kwasowo−zasadowej oraz stężenia troponiny I we krwi pobranej z naczyń pępowinowych
Materiał i metody. Analizę utlenowania krwi płodowej u 21 rodzących przeprowadzono za pomocą pulsoskymetru firmy Nellcor Puritan N−400. Akcję serca płodu, czynność skurczową macicy, wysycenie tlenem krwi płodowej analizowano jednocześnie z zastosowaniem komputerowego systemu nadzoru okołoporodowego – MONAKO. Analiza zapisu kardiotokograficznego została przeprowadzona wg klasyfikacji Melchiora. Po porodzie pobierano krew z naczyń pępowinowych w celu oznaczenia wskaźników równowagi kwasowo−zasadowej i stężenia troponiny I oraz oceniano stan kliniczny noworodków za pomocą skali Apgar.
Wyniki. Nie zaobserwowano korelacji między wysyceniem tlenem krwi płodowej a wskaźnikami równowagi kwasowo−zasadowej we krwi pobranej z naczyń pępowinowych z wyjątkiem niedoboru zasad w tętnicy pępowinowej, gdzie istniał trend dodatni (r = 0,44; p = 0,0513). Otrzymane prawidłowe wysycenie tlenem krwi płodowej odpowiadało wskaźnikom równowagi kwasowo−zasadowej, które nie wskazywały na niedotlenienie. Nie zaobserwowano korelacji między średnią wartością saturacji a stanem noworodka wg skali Apgar oraz stężeniem troponiny I we krwi pobranej z żyły pępowinowej. Należy jednak podkreślić, że prawidłowe wysycenie tlenem krwi płodowej odpowiadało bardzo dobremu stanowi klinicznemu noworodka oraz wartościom troponiny poniżej linii odcięcia charakterystycznej dla niedotlenienia płodu (< 0,35 ng/ml). Podobnie nie stwierdzono korelacji między stężeniem troponiny a wartościami pH we krwi z naczyń pępowinowych, które w badaniach własnych nie wskazywały na niedotlenienie. Nie wykazano korelacji między wysyceniem tlenem krwi płodowej oraz wskaźnikami równowagi kwasowo−zasadowej a wybranymi typami zapisu KTG wg Melchiora.
Wnioski. Ocena niedotlenienia płodu podczas porodu za pomocą pulsoksymetrii połączonej z jednoczesną analizą zapisu kardiotokograficznego powinna być standardem postępowania położniczego. Ocena stanu klinicznego noworodka za pomocą skali Apgar wymaga weryfikacji z zastosowaniem wskaźników równowagi kwasowo−zasadowej oraz stężenia troponiny I we krwi pobranej z naczyń pępowinowych.

Key words

fetal pulse oximetry, fetal hypoxia, acid base balance, Apgar score

Słowa kluczowe

pulsoksymetria płodowa, niedotlenienie płodu, równowaga kwasowo−zasadowa, skala Apgar

References (25)

  1. Saling E: Comments on past and present situation of intensive monitoring of fetus during labor. Perinat Med 1996, 24 (1), 7–13.
  2. Klimek R, Wolski H: Skala Apgar – historia i rzeczywistość. Gin Pol 2003, 74 (1), 73–78.
  3. Grudzińska M, Lachowicz L, Kieszkiewicz−Pajszczyk T, Kaczorowski A, Bierczyńska−Kicińska M, Lasota J: Analiza średnich różnic dla parametrów równowagi kwasowo−zasadowej między krwią tętnicy i żyły pępowinowej noworodków z objawami niedotlenienia okołoporodowego. Gin Pol 1995, 66 (4), 198–204.
  4. Adamcova M: Troponins in children and neonates. Acta Paediatr 2003, 92 (12), 1463–1467.
  5. Narin N, Narin F, Tutus A, Tayyar M: Increased endothelin in infants of preeclamptic mothers. Pediatr Int 2000, 44 (2) 131–133.
  6. Nagdyman N, Komen W, Hae−Kyung K, Muller C, Obladen M: Early Biochemical Indicators of HypoxicIschemic Encephalopathy after Birth Asphyxia. Pediatr Res 2001, 49 (4), 503–506.
  7. Fonseca E, Garcia−Alfonso A, Zarate A, Ochoa R, Galvan RE, Jimenez−Solis G: Elevation of activity of creatinine phosphokinase (CK) and its isoenzymes in the newborn is associated with fetal asphyxia and risk at birth. Clin Biochem 1995, 28 (1), 91–95.
  8. Błaszczak G: Równowaga kwasowo−zasadowa a aktywność enzymów CK, GOT, GPT, LDH we krwi żyły pępowinowej donoszonych noworodków. Gin Pol 1997, 68 (11), 515–517.
  9. Moller JC, Thielsen B, Schaible TF, Reissi I, Kohl M, Welp T, Gertner L: Value of myocardial hypoxia markers (creatine kinase and its MB – fraction, troponina T), QT – intervals and serum creatinine for the retrospective diagnosis of perinatal asphyxia. Biol Neonate 1998, 73 (6), 367–374.
  10. Melchior J, Bernard N: Second−stage fetal heart rate patterns. In: Fetal monitoring. Eds.: Spencer J.A.D. Oxford University Press, 1991, 155–158.
  11. Saling E: Comments on past and present situation of intensive monitoring of fetus during labor. Perinat Med 1996, 24 (1), 7–13.
  12. Słomko Z, Malewski Z: Fizjopatologiczne aspekty biofizycznego i biochemicznego rozpoznawania niedotlenienia wewnątrzmacicznego płodu. In: Biofizyczne monitorowanie w medycynie perinatalnej. Ed.: Słomko Z. PWN, Warszawa–Poznań 1991, 110–123.
  13. Guzman ER, Vintzileos AM, Martinus M, Benito C, Houlihan C, Hanley M: The efficacy of individual computer heart rate in detecting academia at birth in growth−restricted fetuses. Obstet Gynecol 1996, 87 (6), 969–974.
  14. Carter BS, Hauerkamp AD, Merenstein GB: The definition of acute perinatal asphyxia. Clin Perinat 1993, 2, 287–303.
  15. Grudzińska M, Lachowicz L, Laudański T: Równowaga kwasowo−zasadowa krwi naczyń pępowinowych płodów z objawami niedotlenienia okołoporodowego. Gin Pol 1994, 65 (11), 616–624.
  16. Bręborowicz GH, Słomko Z, Opacka M: Miejscowe i endokrynne mechanizmy kontroli układu krążenia płodu a niedotlenienie płodu. Klin Perinat 1993, 8, 22–28.
  17. Graczyk S, Koprek−Kowalska U: Wpływ ucisku pępowiny na parametry równowagi kwasowo−zasadowej we krwi z tętnicy pępowinowej noworodków. Gin Pol 1994, 65 (5), 227–229.
  18. Sykes GS, Johnson J, Ashworth H: Do Apgar scores indicate asphyxia? Lancet 1982, 1, 449–494.
  19. Leszczyńska−Gorzelak B, Poniedziałek−Czajkowska E, Zych I, Grzechnik M, Oleszczuk J: Zastosowanie śródporodowej pulsoksymetrii w przewidywaniu stanu urodzeniowego noworodka. Gin Pol 2001, 72 (12), 1183–1188.
  20. Katiaci A, Silva J, Sanuldo A, Kopelman B: Plasma concentration of cardiac Troponin I in newborn infants. Clin Chem 2004, 50 (9), 1717–1718.
  21. Higgins JP, Higgins JA: Elevation of cardiac troponin I indicates more than myocardial ischaemia. Clin Invest Med 2003, 26, 133–147.
  22. Turker G, Babaoglu K, Gokalp AS, Sarper N, Zengin E, Arisoy AE: Cord blood troponin I as an early predictor of short−term outcome in perinatal hypoxia. Biol Neonate 2004, 86 (2), 131–137.
  23. Trevisanuto D, Pitton M, Altiner S, Zaninotto M, Plebani M, Zanardo V: Cardiac troponin I, cardiac troponin T and creatine kinase MB concentrations in umbilical cord blood of healthy term neonates. Acta Pediatr 2003, 92 (12), 1463–1467.
  24. Cardoso CG, Graca LM, Clode N: Astudy on second stage cardiotocographic patterns and umbilical blood acidbase balance in cases with first−stage normal fetal heart rates. J Matern Fetal Invest 1995, 5, 144–147.
  25. Langer B, Carbonne B, Goffinet F, Goueff F, Berkane N, Laville M: Fetal pulse oximetry and fetal heart rate monitoring during stage II of labour. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 1997, 72, 57–61.