Zusammenfassung
Fragestellung
Wie kann die fetale Herzfrequenz anders als in der herkömmlichen Weise im Kardiotokogramm
dargestellt und die Limitierung in der Interpretation des CTGs bezüglich des weiteren
klinischen Verlaufs einer Schwangerschaft erklärt werden?
Material und Methoden
Die fetale Herzfrequenz wird von einer Vielzahl von Parametern beeinflusst und ist
als Biosignal Ausdruck eines komplexen (kardiovaskulären) Systems. Hier boten sich
die aus der Chaostheorie entwickelten Methoden der Komplexitätsanalyse, z. B. der
3D-Plot, als alternatives Analyseverfahren an. Ein Non-Stress-Test wurde bei 25 Patientinnen
(12 einer Normalgruppe und 13 einer Risikogruppe zugeordnet) im Sinne des 3D-Plots
ausgewertet.
Ergebnisse
Mithilfe des 3D-Plots konnten Fälle mit schwerer Plazentainsuffizienz identifiziert
werden. Eine sichere Zuordnung der Patientinnen zur Normal- oder zur Risikogruppe
war in den Schwangerschaften der Normalgruppe und in fünf Fällen der Risikogruppe
möglich.
Schlussfolgerung
Die 3D-Plots demonstrierten, dass sich der Messwert der fetalen Herzfrequenz in einem
eng umschriebenen Bereich bewegt, innerhalb dieses Bereichs jedoch jeden beliebigen
Wert annehmen kann (deterministisches Chaos). Eine zuverlässige Vorhersage des klinischen
Verlaufs aus der fetalen Herzfrequenz ist nach der Chaostheorie nur möglich, wenn
sich alle Parameter, die auf die fetale Herzfrequenz Einfluss nehmen, exakt mathematisch
beschreiben lassen.
Abstract
Purpose
Is it possible to display fetal heart rate in a different manner as usual in the cardiotocography
and can this explain the limitations of fetal heart rate interpretation to preview
the further course of pregnancy?
Material and Methods
Fetal heart rate is influenced by a variety of parameters and depends on the condition
of a complex (the cardiovascular) system. In this case, methods of complexity analysis
derived from the “chaos theory” may serve as investigative tools. Non-stress-tests
from 25 patients (12 with normal or borderline course of pregnancy and delivery and
13 high-risk pregnancies) were examined using the “3D-plot”.
Results
The 3D-plot was able to detect cases complicated by severe IUGR. In 5/13 cases high-risk
pregnancies were identified correctly and in 12/12 normal pregnancies.
Conclusion
The 3D-plot demonstrated that the value for the fetal heart rate stays constantly
in a well-defined area, but inside this area the value is random (deterministic chaos).
A reliable preview of the further course of pregnancy analysing the fetal heart rate
will only be realized if all parameters influencing the fetal heart rate are mathematically
described.
Schlüsselwörter
Chaostheorie - CTG-Interpretation - Komplexitätsanalyse - Risikoschwangerschaft -
3D-Plot
Key words
Chaos theory - complexity analysis - fetal heart rate monitoring - high-risk pregnancy
- 3D-plot
Literatur
1
American College of Obstetricians and Gynecologists ( ACOG).
Fetal heart rate patterns: Monitoring, interpretation, and management.
ACOG Technical Bulletin.
1995;
207
1-8
2
Parer J, King T.
Fetal heart rate monitoring: Is it salvageable?.
Am J Obstet Gynecol.
2000;
182
982-987
3
Fischer W M, Stude I, Brandt H.
Ein Vorschlag zur Beurteilung des antepartualen Kardiotokogramms.
Z Geburtsh Perinat.
1976;
180
117-123
4
Hammacher K, Brun del Re R, Gaudenz R, DeGrandi P, Richter R.
Kardiotokographischer Nachweis einer fetalen Gefährdung mit einem CTG-Score.
Gynäk Rdsch.
1974;
14 (Suppl)
61-63
5
Brown V A, Sawers R S, Parsons F J, Duncan S, Cooke I D.
The value of antenatal cardiotocography in the management of high-risk pregnancy:
a randomized controlled trial.
Br J Obstet Gynaecol.
1982;
89
716-722
6
Lumley J, Lester A, Anderson I, Renou P, Wood C.
A randomized trial of weekly cardiotocography in high-risk obstetric patients.
Br J Obstet Gynaecol.
1983;
90
1018-1026
7
Chaffin D, Goldberg C, Reed K.
The dimension of chaos in the fetal heart rate.
Am J Obstet Gynecol.
1991;
165
1425-1429
8
Denton T A, Diamond G A, Helfant R H, Khan S, Karagueuzian H.
Fascinating rhythm: A primer on chaos theory and its application to cardiology.
Am Heart J.
1990;
120
1419-1440
9 Vandenhouten R. Analyse instationärer Zeitreihen komplexer Systeme und Anwendungen
in der Physiologie. RWTH Aachen; Inauguraldissertation 1998
10
diRenzo G, Montani M, Fioriti V, Clerici G, Branconi F, Pardini A, Indraccolo R, Cosmi E V.
Fractal analysis: a new method for evaluating fetal heart rate variability.
J Perinat Med.
1996;
24
261-269
11
Schulman H, Schulman S, Lai P, Schneider, Farmakides G, Dawes G.
Antepartum computerized fetal heart rate, chaos analysis, blood gases, and perinatal
outcome.
J Maternal Fetal Invest.
1994;
4
59-63
12
Goldberger A, Rigney D, West B.
Chaos and fractals in human physiology.
Scientific American.
1990;
264
43-51
13 Meiss J D. Frequently Asked Questions (FAQ's) about Nonlinear Science. Sept. 2000.
jdm@boulder.Colorado.edu.
14
Casdagli M C.
Nonlinear prediction of chaotic time series.
Physica.
1989;
35
335
15 Donahue M J. An Introduction to Mathematical Chaos Theory and Fractal Geometry.
http://www.duke.edu/mjd.
16 Ott E, Sauer T, Yorke J A. (eds.) .Coping with Chaos: Analysis of Chaotic Data
and the Exploitation of Chaotic Systems. Wiley (Series in Nonlinear Science) 1994
17
Rapp P E.
A guide to dynamical analysis.
Integrative physiological and behavioral science.
1994;
29
311-328
18 Vandenhouten R. Helpfile zum Programm SANTIS. Version 1. 0.
PD Dr. med. Hendrik Jörn
Frauenklinik RWTH Aachen
Pauwelsstraße 30
52074 Aachen
Email: hjoern@ukaachen.de