Imagerie électromyométriale non invasive de la maturation utérine humaine pendant le travail à terme

Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 1198 (2023) Citer cet article

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L'imagerie électromyométriale (EMMI) a été récemment développée pour imager l'activation électrique utérine tridimensionnelle (3D) pendant les contractions de manière non invasive et précise chez le mouton. Nous décrivons ici le développement et l’application d’un système EMMI humain pour imager et évaluer les modèles d’activation électrique utérine 3D à haute résolution spatiale et temporelle pendant le travail à terme humain. Nous démontrons l'intégration réussie du système EMMI humain lors des visites cliniques des sujets pour générer de manière non invasive les cartes de potentiel électrique de la surface utérine, les électrogrammes et la séquence d'activation via une solution inverse utilisant jusqu'à 192 électrodes réparties autour de la surface de l'abdomen. Des indices quantitatifs, y compris la courbe d'activation utérine, sont développés et définis pour caractériser les schémas de contraction de la surface utérine. Nous montrons ainsi que le système EMMI humain peut fournir des images 3D détaillées et une quantification des contractions utérines ainsi que de nouvelles informations sur le rôle de la maturation utérine humaine au cours de la progression du travail.

Deux défis essentiels en obstétrique dans le monde sont l’arrêt du travail et l’accouchement prématuré. Environ 29 % des femmes accouchent par césarienne1, dont la majorité sont pratiquées dans le cadre d'un arrêt du travail2. Les accouchements par césarienne augmentent les risques de morbidité maternelle et de morbidité respiratoire néonatale par rapport à l'accouchement par voie vaginale3. L'accouchement prématuré survient chez 10,6 % des femmes dans le monde4, avec un risque accru de mortalité infantile avant l'âge de 5 ans5, des conséquences neurodéveloppementales défavorables à long terme6 et un fardeau économique accru pour la famille et la société7. L'évaluation et l'interprétation précises des contractions utérines sont essentielles pour diagnostiquer à la fois le dysfonctionnement du travail et le travail prématuré. Dans la pratique clinique actuelle, les signaux globaux générés par les contractions utérines sont mesurés qualitativement via la tocodynamométrie (TOCO) ou quantitativement via un cathéter de pression intra-utérine invasif (IUPC)8. Des études antérieures ont montré que ces méthodes ont une capacité limitée à faire la distinction entre les femmes qui répondront à l'induction/augmentation de l'ocytocine et accoucheront par voie vaginale et celles qui nécessiteront une césarienne9. En particulier, des études antérieures ont révélé que TOCO ne peut pas identifier les patientes en travail, à terme ou prématurément10,11. De plus, entre 30 et 50 % des sujets diagnostiqués avec des contractions prématurées accouchent à terme12. Par conséquent, une meilleure méthode capable d’imagerie et de quantification de manière non invasive des contractions utérines est nécessaire pour relever ces défis cliniques.

Pour permettre une surveillance sûre et non invasive des contractions utérines, nous avons récemment développé une nouvelle modalité d'imagerie, l'imagerie électromyométrique (EMMI), qui image de manière non invasive les propriétés électriques des contractions utérines à haute résolution spatiale et temporelle jusqu'à 2 kHz chez le mouton13,14,15. Nous avons démontré et validé que l'EMMI pouvait cartographier avec précision l'activité électrique sur l'ensemble de la surface utérine tridimensionnelle (3D) en comparant les signaux électriques utérins dérivés par l'EMMI à partir des mesures de la surface corporelle (jusqu'à 192 électrodes) à ceux mesurés directement à partir de la surface utérine. mouton13. De plus, en utilisant le modèle du mouton, des études de simulation expérimentales imitant les contaminations sonores anticipées dans un environnement clinique ont démontré que l'erreur de bruit électrique dans les plages physiologiques a un effet mineur sur la précision de l'EMMI14,15.

Nous décrivons ici le développement du système EMMI humain, destiné à être utilisé chez les femmes en travail. Ce système EMMI humain a été utilisé pour imager de manière robuste les modèles d'activation électrique 3D des contractions utérines de sujets nullipares et multipares au cours de la première étape active du travail et démontre que l'EMMI peut caractériser de manière non invasive l'initiation et la dynamique de l'activation électrique utérine pendant les contractions du travail utérin. Les cartes et indices EMMI 3D fournissent de nouvelles informations sur la maturation électrique du myomètre humain, c'est-à-dire le développement de la capacité de l'utérus à initier et à conduire de manière appropriée des signaux électriques à travers le myomètre. Ainsi, l'utilisation clinique future d'EMMI caractérisera mieux la progression du travail et facilitera la gestion du travail.