胎児手術における術中モニターとしての胎児心電図の開発

2003 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14370487
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 麻酔・蘇生学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 上山 博史 大阪大学, 医学部附属病院, 助手 (10243205)
• 研究分担者: 高階 雅紀 大阪大学, 医学部附属病院, 助手 (30221352) ; 臼田 孝史 日本光電(株), R&Gセンター, 主事(研究職) ; 真下 節 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (60157188) ; 神崎 徹 大阪大学, 医学部附属病院, 助教授 (00263278) ; 鎌田 振吉 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (40161202) ; HAGIHIRA Satoshi Osaka University, Graduate School of Medicine, Assistant Professor (90243229) ; CHIBA Toshio National Center for Child Health and Development, Director
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• キーワード: 胎児心電図 / 胎児手術 / モニター

研究概要

胎児手術・帝王切開術の胎児モニターとして、胎児心電図の開発を行った。生体アンプによって母体腹壁電極から得た信号には胎児のQRS波だけでなく、母体QRS波やノイズを含むため胎児の心拍数は計測できない。我々は、Microsoft Windows搭載パソコン上で作動し、胎児心拍数変動をリアルタイムに表示可能なソフトウエアを開発した。ソフトウエアのアルゴリズムを以下に記す。
1.微分フィルターを用いてローカルピークを検出するアルゴリズムを母体胸部から得た母体心電図に適応し、まず母体QRS波を同定する。
2.次に同じアルゴリズムを腹部から得た母体+胎児心電図に適応し、母体および胎児QRS波候補を検出する。
3.1と2より胎児QRS波候補を腹部電極より得た心電図から取り出す。
4.3で得た胎児QRS波候補はアーチファクトや母体と胎児のQRS波の重畳する可能性がある点より、隣接するR-R間隔に10%の変動を許容しながら連続4個の胎児QRS波とみなせるQRS波を検出した場合にこれをR-Rと同定した心拍数を算出した。
5.QRS波の大きさが小さく検出に失敗した場合にR-Rが本来の2もしくは3倍に計測されてしまうことを防止する判定ルーチンを組み込んだ。
このアルゴリズムの妥当性を検証するため、満期の20例の予定帝王切開症例より胎児心電図波形を収集し、本ソフトウエアの作動を確認したが、胎児QRS波が10μV以下の小振幅である場合、基線変動やノイズによって自動心拍数カウントが不可能となることがわかった。この点から胎児心拍数カウントを確実に行うためには、腹部電極では不十分で、子宮に直接設置した電極より大振幅の胎児QRS波を得ることが重要であると考えた。

研究成果

• [雑誌論文] 帝王切開時の胎児モニタリング (2005)
  • 著者名/発表者名: 上山博史, 萩平哲, 真下節 他
  • 雑誌名: 周産期医学 35・5
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Intra operative fetal monitoring (2005)
  • 著者名/発表者名: Ueyama H, Hagihira S, Mashimo T, et al.
  • 雑誌名: Perinatal Medicine 35(5)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より