Gesta

El parto es el proceso con el que culmina la gestación. El cuándo y cómo de este proceso tiene asociado importantes situaciones de riesgo materno-fetal que requieren de la atención de la comunidad médica y técnica. P.e. el parto prematuro es la principal causa mundial de mortalidad neonatal alcanzando el 11,1% de todos los nacimientos y siendo actualmente un problema no resuelto. Asimismo, los ratios de inducciones de parto se han incrementado considerablemente en las últimas décadas sin embargo hay una gran incertidumbre en la predicción de su éxito o si se requerirá una cesárea. Conocer el estado electrofisiológico del útero y su grado de ‘madurez’-excitabilidad y propagabilidad de las células musculares uterinas- es clave para estimar el inicio del parto y la respuesta a los fármacos empleados en la inducción. En este sentido, las técnicas manométricas de uso clínico habitual (tocografía en superficie abdominal, presión intrauterina) se limitan a monitorizar las contracciones uterinas a partir de resultante mécanica de la actividad bioeléctrica contráctil. Además, la tocografía aporta información poco fiable y dependiente de la subjetividad de quien examina. Recientemente, el análisis de la actividad mioeléctrica uterina captada en superficie (electrohisterograma, EHG) ha demostrado ser uno de los marcadores biofísicos más prometedores no sólo de la dinámica uterina sino también del estado electrofisiológico del útero. Sin embargo, a pesar de haberse demostrando que el EHG aporta información muy valiosa, no ha habido una traslación de esta técnica al uso clínico.

Trasladar el EHG a la práctica clínica requiere atender las principales demandas de los obstetras: simplificar los protocolos y sistemas de adquisición de señal, verificar su utilidad en escenarios clínicos y facilitar la interpretación de la información adquirida. En el presente proyecto se abordan estas demandas con objeto de ayudar a los médicos en la toma de decisiones relativas a la gestión y planificación de la etapa final del embarazo y del parto. En concreto, se pretende:

-Simplificar los protocolos y equipos necesarios para el registro no-invasivo del EHG

-Obtener a partir del EHG una señal morfológicamente similar a los habituales registros de presión y que permita además estimar la intensidad de las contracciones (no aportada por tocografía)

-Ayudar a predecir el inicio del parto prematuro para facilitar la selección y efectividad de la terapia y reducir ingresos hospitalarios innecesarios

-Caracterizar la respuesta electrofisiológica uterina a los fármacos usados en la inducción del parto y predecir de forma temprana si la inducción tendrá éxito o se requerirá cesárea, evitando la prolongación del proceso de inducción, reduciendo los riesgos materno-fetales y favoreciendo un mejor uso de los recursos clínicos

Para ello se desarrollará un sistema ‘simplificado’ de registro de EHG de uso clínico junto con herramientas de análisis de señales y sistemas de apoyo de toma de decisiones que aúnen los parámetros obstétricos habituales y la información electrofisiológica uterina derivada del EHG, generando sistemas de interpretación automática y directa del estado de la paciente y de predicción de posibles situaciones futuras. Este proyecto tendría un impacto significativo sobre: la salud materno-fetal la asignación óptima de los recursos sanitarios y sus costes económicos asociados, y sobre la trasferencia tecnológica de un producto con un gran potencial de mercado.

• Se ha puesto a punto un sistema de registro del EHG sencillo, cómodo y robusto para su uso en el entorno clínico.
• Se han obtenido registros en condiciones de parto activo y anteparto en el Hospital Universitario y Politécnico (HUP) La Fe con los que se ha demostrado la superioridad del EHG frente al TOCO en la detección de las contracciones uterinas.
• Se han desarrollado algoritmos de detección y eliminación de los artefactos movimiento presentes en los registros de EHG para una identificación automática, robusta y cómoda de los EHG-burst (crucial para la futura integración de las técnicas mioeléctricas en el entorno clínico)
• Se han obtenido diferentes parámetros de las señales de EHG (temporales, espectrales et..) y se han desarrollado modelos de predicción del tipo de inicio de parto (espontáneo/inducción) en base a los parámetros obtenidos
• Se han desarrollado electrodos anulares activos para la captación del EHG, demostrando la capacidad de dichos electrodos de captar la actividad mioeléctrica uterina, presentando además mejor resolución espacial que los electrodos convencionales.
• Asimismo, se ha generado una base de datos preliminar que contiene información sobre las variables obstétricas de interés, registros de EHG obtenidos con el sistema propio desarrollado por el grupo y registros de presión convencionales (TOCO e IUP) en mujeres a las que se les ha inducido el parto y se ha analizado la respuesta electrofisiológica del útero a los fármacos de inducción mediante la obtención de parámetros característicos derivados de la señal de EHG. Los resultados preliminares indican que en las mujeres que alcanzan periodo activo de parto tras la inducción, los EHG-Bursts experimentan un aumento en la amplitud y un amento en el contenido de alta frecuencia que puede ser apreciado transcurridas unas 2h tras la administración del fármaco.
• Se ha cubierto la primera fase de aproximación morfológica de la presión intrauterina a partir de registros de EHG mediante estimaciones, mono y multiparamétrica empleando como parámetros de estimación del IUP, el valor eficaz de la señal rectificada, el primer momento no normalizado derivado del espectrograma y el operador Teager.
• Respecto del desarrollo de sistemas de ayuda al diagnóstico del parto prematuro, se han realizado más de 100 registros en el Hospital Politècnic i Universitari La Fe de Valencia en mujeres con amenaza de parto prematuro y se han obtenido parámetros temporales, espectrales y estimadores de complejidad y regularidad de las señales de EHG, tanto de los EHG-burst asociados a las contracciones, como en tramos completos de señal.
• En cuanto a la caracterización del efecto electrofisiológico de los fármacos de inducción del parto y desarrollar sistemas de ayuda a la predicción del éxito de la inducción. Se han obtenido parámetros temporales, espectrales y estimadores de complejidad y regularidad de las señales de EHG, tanto de los EHG-burst asociados a las contracciones, como de tramos completos de señal y se ha definido un set de parámetros que podría emplearse en los sistemas de predicción del éxito de la inducción si en ésta se emplea el fármaco Misoprostol.
• En cuanto a la transferencia de los resultados de la investigación, ha cristalizado con contactos y contratos con empresas de productos Biomédicos como OT-Bioelecttronica, Spes-Medica o General Electric, (EPOs) interesadas en los resultados del presente proyecto. A nivel académico se ha defendido una tesis doctoral en esta área dentro del grupo de investigación y (Dr.D. José Alberola Rubio) y tres se encuentran en fase de realización (Doctorandos D. Carlos Benalcázar Parra, D. Javier Mas Cabo, D. Ángel López Corral)

ESAII, Universitat Politècnica de Catalunya, Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) and CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBERBBN). La colaboración se ha realizado en el campo del registro no invasivo de la actividad mioélectrica diafragmática, derivándose publicaciones en congreso internacional. La colaboración ha supuesto por una parte la traslación del uso de las técnicas laplacianas al ámbito de la electromiografía diafragmática y por otra la incorporación de ciertos parámetros empleados para la caracterización de la actividad mioeléctrica diafragmática a la caracterización de la actividad mioeléctrica uterina, como es el caso del parámetro Lempel-Ziv binario.

Colaboración con el equipo liderado por la Dra. Dña María Salud Guillem del Bioengineering Researching Group (BioITACA) de la UPV. Se ha aportado el bagaje del grupo de investigación UPV de este proyecto en registros bioeléctricos no invasivos, y particularmente laplacianos, a estudios teóricos sobre su uso para una mejor caracterización en superficie de la actividad cardiaca, concretamente de la actividad auricular. Los resultados preliminares obtenidos mediante simulaciones apuntan a una mayor resolución espacial de los registros laplacianos captados con electrodos anulares respecto de los obtenidos con electrodos convencionales (monopolares o bipolares de disco) del mismo tamaño. Los resultados obtenidos indican que registros en superficie realizados con electrodos anulares concéntricos podrían emplearse en electrohisterografía para mejorar la estimación de la velocidad de propagación de la actividad uterina, abriendo una nueva línea de investigación en este campo para el grupo de investigadores del presente proyecto. El grupo BioITACA aporta el desarrollo de modelos que permiten analizar y comparar cuál sería la respuesta de los electrodos anulares respecto de los electrodos convencionales.

Colaboración con el grupo liderado por el Dr. D. Eduardo García Breijó del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico de la UPV para el desarrollo de nuevos electrodos sobre sustratos flexibles y textiles para captación no invasiva de señales bioléctricas. Se ha desarrollado varios prototipos sobre sustratos textiles que van a ser testeados sobre el registro de la señal electrocardiográfica. Tras esta primera fase, se espera obtener un prototipo final que pueda ser empleado para el registro de otras señales mioeléctricas en superficie, con especial énfasis en el desarrollo de un electrodo cómodo, ergonómico y “fiable” para la monitorización de la actividad mioeléctrica uterina en mujeres gestantes. El Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico de la UPV aporta el “saber hacer” (know how) y la tecnología necesaria para la fabricación de los electrodos (máquinas, acceso a distribuidores y materiales para ser serigrafiados, huecograbados, electrodepositados o tintados).