胎児心電図から得られた胎児心拍数基線細変動のカオス時系列解析

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09830
• Research Institution: Saitama Medical University
• Principal Investigator: 菊池 昭彦 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (10280942)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金杉 知宣 岩手医科大学, 医学部, 非常勤医師 (40453302)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 母体腹壁誘導胎児心電図 / 胎児心拍数基線細変動 / 胎児発育不全(FGR) / カオス時系列解析 / アトラクタ再構成 / 最大リアプノフ指数 / 相関次元 / サロゲート データ法

Outline of Annual Research Achievements

妊娠18週以降の妊婦に対して母体腹壁誘導胎児心電図（アイリスモニタ、アトムメディカル株式会社）と超音波ドプラ法による胎児心拍数記録を同時施行した。2019～2022年度の登録期間内に、胎児心電図が計測できた症例は全132例であり除外10例を除き122例が登録された。内訳は正常単胎胎児（コントロール；C群）87例(71%)と発育不全胎児（FGR群）35例(29%)であった。検査時妊娠週数の内訳はC群で妊娠18週以降28週未満22例(25%)、28週以降33週未満37例(43%)、33週以降28例（32%）であった。FGR群では妊娠18週以降28週未満13例(37%)、28週以降33週未満13例(37%)、33週以降9例（26%）であった。胎児心電図検出状況については、[α;記録時間の70%以上で検出可能、β;記録時間の30－70％で検出可能、γ;記録時間の30%以下のみ検出可能]として検討したところ、C群では[α; 20例(23%)、β; 15例(17%)、γ; 52例(60%)]、FGR群では[α; 13例(37%)、β; 7例(20%)、γ; 15例(43%)]であった。C群とFGR群の検査時期の比率に明らかな差は見られなかったが、胎児心電図検出率についてはC群に低い傾向があったため、検査時妊娠週数別にC群とFGR群でγの比率を検討した。すると、妊娠18週以降28週未満での検査症例のγ比率はC群8/22(36％)、FGR群7/13(53％)と大きな差は見られなかったが、28週以降33週未満ではC群26/37(70%)、FGR群6/13(46%)、さらに33週以降ではC群18/28(64%)、FGR群2/9(22%)と有意な差があり、妊娠後期でのC群の胎児心電図の検出率低下が明らかになった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ陽性妊婦に対しては本検査が施行困難であり症例登録数が伸び悩んだことが原因である。さらに「研究実績の概要」で述べた通り、FGR群に比較してC群での母体腹壁誘導胎児心電図の検出率の低下が明らかになった。データの小さな差異がその後の時間空間的振る舞いに大きな影響を及ぼすカオス時系列解析の特徴を鑑み、特に適切なデータ解析区間の設定に関しては慎重に検討する必要がある。C群のみならずFGR群の胎児心電図検出率も高いわけではなく登録症例数そのものが少ないことから、データ補完によるより精度の高いデータ利用を考慮する。

Strategy for Future Research Activity

すべての検査症例の胎児心電図波形実記録データに対してアーチファクト部分のデータ補完による編集作業を行った後、当研究室が有している解析プログラムソフトにより、母体腹壁誘導胎児心電図データと超音波ドプラ法データの双方それぞれに対して、①胎児心拍数変動のアトラクタ再構成、②最大リアプノフ指数計算とサロゲートデータ法による検定、③相関次元計算、を行い、まずは双方の結果を比較し、以前の研究で行った後者による解析結果の正確性・妥当性の検証を行う。その後に、母体腹壁誘導胎児心電図データを用いて妊娠週数の進行に伴う心拍数変動ダイナミクスの経時的変化を正常・異常胎児において定量化する予定である。

Causes of Carryover

昨年度も新型コロナウイルス感染症パンデミックのために、本研究に関連する多くの学会や研究会の開催が中止になったことにより、学会・研究会参加費と出張費の使用が大幅に減少し次年度使用額が生じた。
検査症例の蓄積は進んでいるが、raw data編集作業と編集後データによるカオス時系列解析を全症例に対して行う必要があるため、次年度使用額を使ってデータ保存・解析・統計学的検討を行っていく。また、新型コロナウイルス感染症パンデミックが落ち着いてきているため学会・研究会の開催も増えてくることが予想され、参加費や出張費への支出として使用予定である。