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本文刊登于《中国实用妇科与产科杂志》
2024年2月 第40卷 第2期
多数孕妇在分娩过程中需要进行电子胎心监护，其中子宫收缩的监测是关键指标之一，我国住院分娩期间电子胎心监护率几乎100%［1］。分娩过程中，准确监测胎心率和子宫收缩对于评估母亲和胎儿状况至关重要，通过胎心率与子宫收缩之间的关系判断有无胎儿窘迫的发生，指导医生采取相应的干预措施，有效处理产程中出现的问题。临床通过监测宫缩强度、频率、持续时间等重要参数及时了解分娩过程中的子宫收缩情况，保证分娩过程的顺利进行。
众所周知，节律性的子宫收缩贯穿于整个产程中。正常的产力保证分娩和母胎安全，子宫收缩乏力可增加母胎的死亡率和发病率，但是过度的子宫收缩也会引起胎儿窘迫、子宫破裂等不良结局。2011年，基于美国多中心回顾数据“安全分娩联盟”（Consortium on Safe Labor）的二次研究，在对46 523名自然临产孕妇的资料分析中发现，36.6%单胎自然分娩的孕妇需接受缩宫素治疗来辅助完成分娩，也就是说超过1/3的孕妇分娩进展需要人为干预增强宫缩［2］。临床中最常见的子宫过度收缩原因是缩宫素的使用，而自发性的子宫过度收缩很少见，主要发生于胎盘早剥、梗阻性难产中。由于绒毛间隙及胎儿大脑的再灌注时间不足，子宫收缩间隔时间＜60s可能会影响胎儿的供氧输送，最终危及胎儿安全［3］。因此，准确的子宫收缩监测对评估产程安全非常重要。
然而，目前没有理想的子宫收缩监测方法，现有的徒手触摸宫缩、体外宫缩压力监测（tocodynamometry，TOCO）、宫内压导管（intrauterine pressure catheter，IUPC）压力监测等技术可间接、粗略或有创的评估子宫收缩，各自存在不足和争议。本文将从生理角度和临床监测方法着手，探讨子宫收缩的监测，评价各种方法的价值及利弊，为将来子宫收缩监测的研究以及临床实践探索方向提供理论基础。
产程中子宫收缩启动的机制、关于子宫收缩起搏点的存在和位置尚不清楚［4］。由于肌细胞是电活动性的，“兴奋-收缩”耦联假说已被广泛接受，每次收缩都伴随着动作电位的产生，动作电位的频率、参与的子宫平滑肌细胞的总数决定了宫缩的频率、幅度和持续时间。在妊娠早期，子宫平滑肌电活动低且不协调，会出现不规律局部性的无痛性宫缩；在妊娠晚期，平滑肌电活动增强并同步化， 形成具有对称性、节律性、极性和缩复作用特征的子宫收缩，从而引起子宫颈扩张，最终分娩。
几十年来，人们一直在试图确定启动初始动作电位的位置，即所谓的与心脏类似的起搏点。最早的宫缩模型由Caldeyro-Barcia在20世纪60年代提出，认为分娩时宫缩起搏点是在宫底靠近输卵管间质部的两个固定起搏点其中之一，且宫底的宫缩最强，子宫肌层的收缩通过动作电位进行传播，随着宫缩波的传导，传到子宫颈的收缩强度和持续时间都会减少，称之为“宫底支配”，这一点与子宫收缩极性吻合，而被广泛接受［5］。但是后续的研究表明，起搏点不一定在宫底［6］，而可以在子宫不同的部位，即多重起搏点模型［7］。时至今日，关于起搏点的确切存在仍需要进一步的研究。
子宫平滑肌动作电位长距离的传播一直受到质疑。最近的研究表明，参与子宫收缩的动作传播仅为短距离（10cm以内的范围），而不是长距离［8］。为此，Young等［4］提出了双重模型（动作电位和压力-张力-机械转导），即距离小于约10cm的范围，动作电位仍是主要的信号传播机制；超过10cm的距离是通过增加宫内压（如机械传导），产生宫壁张力，区域局部产生新的动作电位，引起子宫收缩。通过正反馈和协同作用，子宫收缩达到高峰，大部分子宫肌壁同步收缩，宫缩峰值之后，各区域独立放松。如果初始子宫肌壁压力的升高不足以通过机械转导而启动额外的动作电位，即使子宫肌壁的某些部位产生了生物电活动，收缩的过程也会停止，阻止强烈的收缩。尽管机制不明，双重模型仍可以加深对产程中子宫收缩的理解，并指导临床工作作出进一步处理［9］。
2.1 触诊 是一种主观评估形式，当宫缩的强度＞20mmHg（1mmHg=0.133kPa）时，手动触诊才能在腹壁感知宫缩，但不能评估子宫收缩真正的启动和消退时间，也就不能判定确切的持续时间。触诊主要的作用是确定子宫收缩的存在和频率。受监测者手掌敏感程度和主观判断的影响，触诊对子宫收缩的判定因人而异，差别很大。Arrabal等［10］采用宫内压力导管对46例第一产程分娩患者进行了236次观察，将子宫收缩标记为轻度、中度或重度，49%的观察者评估收缩强度是准确的，医生经验的积累没有提高识别子宫收缩的准确度。但是条件有限时，触诊仍是评估子宫收缩的有效方法，例如通过触诊判断胎盘早剥时典型的强直性宫缩。
2.2 体外宫缩压力监测 TOCO通过定位在母体宫底部位腹壁的传感器，使用弹力带固定来检测腹壁形状和张力的变化，间接反映子宫收缩，用于识别何时出现收缩峰值和监测收缩频率，主要优点是简便和无创，是目前临床监测宫缩的主要方法［11］。与触诊相比，TOCO根据子宫收缩时间来对胎儿心率变化进行分类，便于医护人员不在场时也能记录。然而，TOCO不是监测真实的宫内压力，故不能准确描述子宫收缩的强度，也受孕妇体位、腹部脂肪厚薄、弹力带的松紧度、胎动和腹壁肌肉收缩的影响（例如咳嗽和呕吐），因此，使用TOCO必须不断地调整位置以准确地监测子宫收缩。
2.3 宫内压力导管监测 IUPC是在自发或人工破膜后，将导管从胎儿头部后面进入放置于宫腔内，监测子宫收缩产生的压力变化，主要优点是可以量化宫缩强度，是目前监测子宫收缩的金标准。由于IUPC是有创的，需要子宫颈扩张和破膜，仅限在分娩时使用，不适合监测妊娠期间的子宫收缩。2010年Bakker等［12］对荷兰6家医院进行了一项随机对照研究，比较了需要引产或阴道分娩的孕妇子宫收缩的TOCO监测和IUPC监测，结果显示，IUPC监测组剖宫产分娩率为31.3%，TOCO监测组为29.6%，两组之间没有显著差异；IUPC监测组的新生儿不良结局发生率为14.3 %，TOCO监测组为15.0%。研究表明，IUPC未改善任何孕产妇或新生儿结局，而且并发症有胎盘早剥、胎盘穿孔［13］、子宫穿孔［14］、感染等。因此，美国妇产科医师协会（ACOG）不建议常规使用IUPC。而且从公众的接受度来看，IUPC也很难有广泛的应用前景。
子宫肌电图监测（uterine electromyography，uEMG）的原理类似于心电图、肌电图。子宫肌层兴奋产生电活动，子宫收缩增强时，肌肉兴奋程度增高，单位时间内发送的电脉冲数增多，当出现爆发的成串式肌电波就会发生强烈的子宫收缩，表明子宫肌电活动与子宫收缩几乎同时发生［15］。早在1950 年，Steer等［16］首次描述了体表子宫电信号，他们通过连接到孕妇腹部电极上的6个部位成功记录了分娩期间的子宫电活动。此后几十年来，研究人员进行了大量研究，为了排除运动、呼吸、骨骼肌和心脏电信号造成的伪影，使用了低信号噪音比的双极监测，设计特殊系统，将原始信号转换为与TOCO、IUPC类似的信号，便于临床医生读取和分析。
3.1 uEMG的优势 uEMG是非侵入性地检测和记录子宫收缩产生的生物电信号，可客观评估子宫收缩强度、时限、频率，并识别异常分娩相关的变化，例如真假宫缩、难产和滞产等。Haran等［17］对47例分娩孕妇进行了IUPC和uEMG监测，结果表明，两者在子宫收缩的频率、强度和张力方面存在非常高的一致性。2020年Thijssen等［18］对150例足月单胎孕妇在分娩过程中使用TOCO、IUPC和uEMG监测子宫收缩，评估3种不同的子宫收缩监测技术获得的追踪质量和观察者内的一致性，结果表明， IUPC获得了最高的质量评分（1.95），与uEMG（1.60）和TOCO（0.80）比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；临床上检测到的平均收缩次数为：IUPC为59.8，uEMG为49.8，TOCO为26.4。然而，由于安全问题，很多国家不使用IUPC监测子宫收缩，由于uEMG的质量评分及临床监测宫缩次数接近IUPC，uEMG是最好的非侵入性替代方案。
3.2 uEMG的临床应用
3.2.1 uEMG评估产程进展 准确评估子宫收缩对分娩管理至关重要。高质量的研究数据表明，子宫肌电图显示的收缩脉冲波前后均有一个稳定的基线，并与子宫收缩相吻合，运动伪影可以忽略不计，而大的运动伪影很容易区分［19］。国内有研究记录45例第二产程未分娩孕妇子宫和腹壁肌肉的肌电图（使用滤波器记录肌电信号，分离子宫和腹部肌电信号），并分析各种肌电信号参数，结果表明，子宫平滑肌细胞产生的脉冲波信号表达先于腹壁肌细胞产生的脉冲波信号，线性回归分析显示只有腹壁肌细胞产生的肌电图强度与第二阶段产程的持续时间呈负相关［20］。因此，uEMG可有效、准确地测量足月分娩的子宫收缩参数。uEMG还可以有效监测出子宫收缩乏力的孕妇，并指导进一步产程处理。国内有学者对30例自然分娩孕妇进行缩宫素使用前后的子宫肌电图监测，结论得出，进行缩宫素治疗后的子宫收缩与自发性子宫收缩显示出非常相似的肌电图信号，缩宫素治疗后的肌电图爆发信号显著高于缩宫素治疗前［21］。
3.2.2 uEMG预测早产 及时、准确的预测早产可提高新生儿的存活率，改善其预后，并减轻家庭的经济负担。预测早产的技术有TOCO、超声［22］、胎儿纤维连接蛋白［23］等。前文提到TOCO不能真正监测宫内压力，监测早产的子宫收缩更不准确。超声波用于测量子宫颈长度是早产预测和诊断的指标之一，但也有研究认为早产发生时，子宫颈长度可能没有任何变化［24］。uEMG可以监测诱发早产可能出现的子宫电活动，而且是非侵入性监测方法，可自动识别，减少对专业知识的需求，因此有望成为未来的门诊医疗工具。Mohammadi等［25］进行了300例分娩孕妇（包括早产及足月产）于妊娠26周前（preterm early and term early，PE-TE组）及26周后（preterm late and term late，PL-TL组）监测的uEMG对比研究，AdaBoost分类器得出结论：PE-TE组的平均准确度、敏感度、特异度和曲线下面积（AUC）分别为95%、92%、97%和0.99；PL-TL组的平均准确度、敏感度、特异度和AUC分别为93%、90%、94%和0.98，两组结果相似，表明uEMG技术可以预测早产。治疗早产的关键是早期监测子宫生物电活动。因此，uEMG也能评估治疗效果。
3.2.3 uEMG监测肥胖孕妇 妊娠期间，肥胖孕妇发生心血管并发症的风险增加，如子痫前期和妊娠期糖尿病［26］，胎儿有发生巨大儿风险，发生难产及剖宫产的风险增加，因此，肥胖孕妇更需要准确的分娩监测。uEMG是测量子宫肌细胞电活动的总和，与TOCO相比，uEMG受肥胖的影响小。Vlemminx等［27］对肥胖孕妇进行了TOCO、IUPC、uEMG 3种子宫收缩监测，结果显示，在体重指数（BMI）＞40的肥胖女性中，uEMG对收缩监测的中位敏感度为87.2%［四分位数范围（IQR）74～93］，明显优于TOCO的45.0%（IQR 36～66），同时还进行了非肥胖、肥胖和极重度肥胖（BMI＞40）孕妇之间uEMG和TOCO的监测比较，发现3组间的uEMG监测敏感度和阳性预测值中位数差异均无统计学意义，肥胖显著降低了TOCO的中位敏感度（P= 0.005）。因此，uEMG对肥胖孕妇的子宫收缩监测更有意义。
3.3 uEMG的局限性 目前，uEMG在临床实施上仍受到一些技术的限制和临床的困难。uEMG技术在电极配置、过滤技术、皮肤准备等方面的差别，使得文献中描述的诊断结果不一致［11］。与TOCO相比，uEMG可能检测到更多的收缩信号，包含与宫缩无关的信号，如果这些信号没有被正确理解，uEMG将提示许多假阳性收缩［28］。美国食品药品监督管理局（FDA）指出，由于假阳性收缩报告率高， uEMG设备尚未被批准用于早产孕妇。由于uEMG是一项相对较新的技术，随着经验的积累和技术的培训，并在该领域进行更多的研究，优化uEMG监测的使用，可能在临床上进一步推广。
子宫收缩的监测是妊娠期和分娩期重要的监测指标，机械转导通路的提出，被作为长距离传播和子宫同步化收缩的机制，其细胞和组织生理学原理，子宫细胞的生物电活动等问题，尚需进一步研究，以便为临床子宫收缩的监测和解释提供方向。也许可以用更多传感器监测子宫收缩，来减少uEMG出现的假阳性率，为异常分娩的早期识别和处理提供时机。
