Universidade do Vale do Paraíba
Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento
“Contribuição ao estudo da cardiotocografia anteparto, através
da análise da variabilidade curta da freqüência cardíaca fetal,
em ambiente Matlab”
Nelson Antonio Sbravatti
Dissertação de Mestrado apresentada
no Programa de Pós-Graduação em
Bioengenharia, como complementação
dos
créditos
necessários
para
obtenção do título de Mestre em
Engenharia Biomédica.
São José dos Campos, SP
2003
Universidade do Vale do Paraíba
Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento
“Contribuição ao estudo da cardiotocografia anteparto, através
da análise da variabilidade curta da freqüência cardíaca fetal,
em ambiente Matlab ”
Nelson Antonio Sbravatti
Dissertação de Mestrado apresentada
no Programa de Pós-Graduação em
Bioengenharia, como complementação
dos
créditos
necessários
para
obtenção do título de Mestre em
Engenharia Biomédica.
Orientador: Prof. Dr. Eder Rezende
Moraes
São José dos Campos, SP
2003
S288a
Sbravatti, Nelson Antonio
Contribuição ao estudo da cardiotocografia
anteparto, através da análise da variabilidade curta da
frequência cardíaca fetal, em ambiente Matlab /
Nelson Antonio Sbravatti. São José dos Campos:
UniVap, 2003.
70p.: il.; 31cm.
Dissertação apresentado ao Programa de PósGraduação em Bioengenharia do Instituto de Pesquisa e
Desenvolvimento da Universidade do Vale do Paraíba.
1.Cardiotocografia 2. Estimulação vibroacústico 3.
Gestantes 4. Pré-natal I. Moraes, Eder Rezende,orient.
II. Título
CDU: 618.2-07
Autorizo , exclusivamente para fins acadêmicos e científicos a
reprodução parcial ou total desta dissertação , por processo fotocopiador
ou transmissão eletrônica.
Aluno: Nelson Antonio Sbravatti
Data: 04 de agosto de 2003
Dedicatória :
Aos meus pais e irmãos, que mesmo
distantes, sempre mantiveram seu
carinho estímulo .
Aos que fazem parte de toda a
minha caminhada :Lucilene,
Nelsinho e Nicholas .
Agradecimentos
À Santa Casa de Pindamonhangaba que permitiu nossos estudos.
À Comissão de Ética da Santa Casa de Pindamonhangaba, através
do Dr. Miguel X. Immediato, a permissão da coleta de dados.
À Diretoria Técnica, através do Dr. José Luís C. de Mello César ,
pelo uso do aparelho de cardiotocografia.
Aos colegas Dr. Edson Yorikawa, Dr. José Luís Peixoto, pelas horas
de trabalho na maternidade.
À Dra. Lucy S. Matsumoto Kayano, pelo apoio e incentivo, presente
desde o início.
Aos funcionários e à equipe de enfermagem da maternidade e do
berçário da Santa Casa de Pindamonhangaba, pela dedicação.
Ao Aluno-Mestre Dr. Gregório Lorenzo Acácio, pelo incentivo e
principalmente pelo exemplo profissional e acadêmico.
À Helena e Juliana C. Biazzotto Moraes, pelas horas cedidas de
convívio e lazer em favor da minha orientação, realizada pelo
Prof.Dr.Eder Rezende Moraes.
Ao Prof. Dr. Coríntio Mariani Neto, pela inspiração através de sua
brilhante tese de doutorado.
À Ana Rosa Valise Siqueira, pelo esforço na ajuda a digitação.
Ao Rogério Confaloni, pela ajuda na língua inglesa.
À Panamedical (representante da TOITU no Brasil) --- Na pessoa
do Sr. Roberto Itagaki , pelo apoio e confiança.
Aos Prof.Dr.s Antonio Carlos Bruno, Paulo Costa Ribeiro e Daniel
Acosta Avalos pela concessão do computador e placa AD para a
realização desse trabalho.
““O
O aapprreennddiizzaaddoo dduurraa aa vviiddaa ttooddaa ee D
Deeuuss eennssiinnaa
ooss hhoom
meennss aattrraavvééss ddooss pprróópprriiooss hhoom
meennss ee ssee
sseerrvvee ddeelleess ppaarraa qquuee eennxxeerrgguueem
mooss aaddiiaannttee..””
((C
C.. TToorrrreess P
Paassttoorriinnooss))
R
Reessuum
moo
Estudos das últimas décadas sugerem que a cardiotocografia anteparto
(CTGA) venha se mantendo, em âmbito mundial, como o método mais utilizado
para avaliar o bem estar fetal anteparto. A CTGA avalia indiretamente o grau
de oxigenação fetal, estabelecendo, deste modo, um prognóstico para o feto.
Esta avaliação pode ocorrer pela análise visual ou computacional, sobre as
quais existem muitas controvérsias, no que se refere às interpretações inter e
intra-observadores, estimulação vibroacústica, acelerações transitórias (AT) da
freqüência cardíaca fetal (FCF), variabilidade de freqüência cardíaca fetal e
movimentos fetais.
Com base nestes estudos e com o intuito de verificar a aplicabilidade
prática da análise computadorizada, que tem como padrão ouro o cálculo da
Variabilidade Curta (STV) que obtém-se; selecionando o seguimento de
registro em que não haja acelerações, desacelerações e perdas de captação,
de acordo com os critérios de DAWES e REDMAN.
Deste registro, cada
minuto selecionado é dividido em 16 valores que corresponde a 3,75 segundos,
de onde é obtido uma média .
Finalizando cálcula-se a média de cada minuto, obtendo o valor final da
Variabilidade Curta (STV) em milisegundos , que de acordo com seu resultado
numérico, traduz a vitalidade e a predição de boa oxigenação ou acidose
metabólica fetal comparamos os valores do STV em registros de CTGA, em
ambiente Matlab-Mathworks, de fetos ativos e hipoativos e, em 1 (um) minuto
anterior e posterior ao estímulo vibroacústico, na busca de subsídios que
contribuam para a predição da vitalidade fetal.
Foram analisados 27 registros cardiotocográficos de gestantes entre a
31ª e 41ª semanas de gestação. O STV foi calculado para todos os registros de
acordo com os critérios de Dawes e Redman. Os valores do STV pós-estímulo
se mostraram maiores que o STV pré-estímulo e o STV dos fetos ativos se
mostrou maior que o STV dos hipoativos.
Concluímos que a avaliação computacional e visual se complementam,
e em nosso parecer seria importante a inclusão da estimulação fetal (ES), e o
cálculo do STV pré e pós-ES contribui na predição da vitalidade fetal.
Palavras
chaves:
Cardiotocografia
vibroacústica, variabilidade curta.
computadorizada,
estimulação
A
stract
Abbstract
Last decade studies suggest that antenatal cardiotocography (ACTG)
has been keeping, in a World range, as the most utilized method to evaluate
fetal well being before income. Antenatal cardiotocography evaluates, indirectly,
the oxygenation degree, establishing a prognosis for the fetus. This evaluation
can occur through visual or computerized analyze, among which there are a lot
of controversies regarding to inter and intra – compliers interpretations,
vibroacustic stimulation, transitory accelerations of fetal cardiac frequency
(FCF), its variability and fetal movements.
Based on these studies and in order to verify the practice applicability of
computerized analysis utilization, that has as golden standard the estimate of
the STV which is obtained, selecting the register following in which there are no
acelerations, disacelerations and losses of inveigling, according to DAWES and
REDMAN criterion. From this register, each selected minute is divided in 16
values which correspond to 3,75 seconds, whence is obtained an average.
Concluding, the average of each minute is calculated, obtaining the final
value of STV in milliseconds, that according, to the numerical result, expresses
the vitality and the prediction of good oxigenation or acid fetal metabolism, we
compare the values of STV in registers of ACTG, in a Matlab-Mathworks
environment,of active or hypoactive fetus and, in 1 (one) pre and post minute to
the vibroacústico, in search of subsidies which contribute for the fetal vitality
prediction.
A total of 27 carditocographics were analysed of pregnants from 31st and
41
st
gestacional weeks. The STV of all records were calculated according to
DAWES and REDMAN criteria. The Values of STV post stimulus were higher
than the STV pre stimulus and the STV pre stimulus and the STV of active fetus
were higher than those of hypoactive fetus.
Therefore we concluded that computerized and visual evaluation
complement each other and in point of would be important the inclusion of fetal
vibroacoustic stimulation (VS) during computerized analysis, the STV value pre
on post (VS) contribute on the prediction of fetal vitality.
Key words: Computerized Cardiotocography, vibroacoustic stimulation, short
term variation.
S
Suum
máárriioo
Listas de figuras, gráficos, quadros, equações e tabelas
Símbolos, Siglas e Abreviaturas
Motivação
1
Introdução.............................................................................................. 01
1.1 Parâmetros para análise visual da CTGA.............................................. 08
1.2 Parâmetros para análise computacional da CTGA................................ 14
1.3 Considerações frente às análises visual e computacional.................... 17
2
Aspectos da embriologia e fisiologia cardíaca fetal............................... 18
2.1 Embriologia do sistema cardiovascular fetal.......................................... 18
3
Aspectos eletrofisiológicos do coração fetal.......................................... 20
3.1 Desenvolvimento morfológico................................................................ 20
3.2 Características elétricas do coração fetal.............................................. 27
3.3 Atividade elétrica cardíaca..................................................................... 30
4
Aspectos funcionais do córtex cerebral................................................. 33
4.1 Funções auditvas e a influência do estimulo vibroacústico no SNA e
no registro da CTGA.............................................................................. 35
4.2 Mecanismo de regulação cardíaco fetal, através de Barorreceptores e
Quimiorreceptores e a influência na FCF.............................................. 36
4.3 Mecanismo de adaptação do feto.......................................................... 38
5
Objetivos................................................................................................ 40
5.1 Geral...................................................................................................... 40
5.2 Específicos............................................................................................. 40
6
Casuísticas e Métodos........................................................................... 41
6.1 Características....................................................................................... 41
6.2 Procedimentos para a coleta de dados................................................. 41
6.3 Procedimentos cardiotocográficos......................................................... 41
6.4 Aspectos éticos...................................................................................... 42
6.5 O cardiotocógrafo................................................................................... 42
6.6 Digitalização dos dados......................................................................... 43
6.7 Cálculo da variabilidade curta(STV)..................................................... 43
6.8 Análise dos dados.................................................................................. 44
7
Resultados............................................................................................. 48
8
Discussão............................................................................................... 50
8.1 Aceleração transitória (AT) como requisito do estímulo vibroacústico.. 52
8.2 Calculo do STV como requisito ao estimulo vibroacústico.................... 54
9
Conclusões............................................................................................ 55
9.1 Geral...................................................................................................... 55
9.2 Especificas............................................................................................. 55
10
Propostas futuras................................................................................... 57
11
Referências Bibliográficas...................................................................... 58
12
Apêndices.............................................................................................. 61
Apêndices 1. Ficha de coleta de dados................................................ 62
Apêndices 2. Declaração de consentimento e informado..................... 63
Apêndices 3. Foto do sistema de coleta de dados e foto da técnica de
estimulação vibroacústica...................................................................... 64
13
ANEXOS................................................................................................ 65
Anexo 1. Parecer da Comissão de Ética Médica................................
66
14. Agradecimentos Finais........................................................................... 69
LLiissttaa ddee FFiigguurraass
Figura 1:
Cristal piezoelétrico convertendo uma onda mecânica em sinal
elétrico e vice-versa (adaptado de Duran 2002)............................
Figura 2:
3
Reflexão e refração de uma Incidência normal em uma
superfície que separa dois meios (adaptado de Durán 2002).......
4
Figura 3:
Tubos endocárdicos e crista neural (adaptado de Moore)............. 21
Figura 4:
Cavidade pré-cardíaca (adaptado de Moore)................................ 22
Figura 5:
Coração com duas cavidades distintas (adaptado de Moore).....
Figura 6:
Formação de septos que irão dividir, tanto a aurícula quanto o
23
ventrículo, em duas cavidades distintas (adaptado de Moore)...... 24
Figura 7:
Formação do septo secundum paralelo ao primum, ambos com
uma passagem entre as aurículas formando o foramem oval
(adaptado de Moore)...................................................................... 24
Figura 8:
Septação do ventrículo (adaptado de Moore)................................ 25
Figura 9:
Formação das válvulas tricúspide e mitral (adaptado de Moore) .. 27
Figura 10:
Movimentos das paredes do coração e o efeito Dopller................ 32
Figura 11:
Influência do SNA na Variabilidade Curta...................................... 39
Figura 12:
Cálculo esquemático da Variabilidade Curta................................. 43
LLiissttaa ddee G
Grrááffiiccooss
Gráfico: 1
Registro cardiotocográfico anteparto............................................. 45
Gráfico: 2
Registro coletado de um feto ativo................................................. 47
Gráfico: 3: Registro coletado de um feto hipoativo reativo.............................. 47
Gráfico: 4: Registros de CTG que se tornaram normais tanto no aspecto
visual quanto computacional após o estimulo vibroacústico ......... 53
LLiissttaa ddee Q
Quuaaddrrooss
Quadro 1:
Valores do STV dos registros cardiotocográficos do grupo de
fetos ativos..................................................................................... 48
Quadro 2:
Valores do STV dos registros cardiotocográficos do grupo de
fetos hipoativos.............................................................................. 48
LLiissttaa ddee E
Eqquuaaççõõeess
Equação 1
Alteração na freqüência no caso de movimento da fonte e
receptor em repouso.....................................................................
Equação 2
Alteração na freqüência no caso de movimento do receptor e
fonte em repouso...........................................................................
Equação 3
5
5
Variação da freqüência devido ao efeito Doppler considerando:
fonte fixa (transdutor) e receptor em movimento (paredes do
coração) – em seguida: fonte em movimento (paredes do
coração) e receptor fixo (transdutor)..............................................
6
LLiissttaass ddee TTaabbeellaa
Tabela 1
Normatização da Federação Internacional de Ginecologia e
Obstetrícia para classificação de CTGA........................................ 13
Tabela 2
Valores
do
STV
em 1 minuto pré e Pós – estimulo
vibroacústico (Wilcoxon pareados)................................................ 49
S
Síím
mbboollooss,, S
Siiggllaass ee A
Abbrreevviiaattuurraass
A
ATT
acelerações transitórias
A
A--VV
átrio - ventricular
bbppm
m
batimentos por minuto
C
CTTG
G
cardiotocografia
C
CTTG
GA
A
cardiotocografia anteparto
C
CTTG
GII
cardiotocografia intraparto
C
CSSTT
teste com stress da contração uterina (contration stress test)
C
CTTR
R
cardiotocografia de repouso (NST – nonstress test)
D
DIIPP IIII
desaceleração tardia
EESS
estímulo vibroacústico (estímulo sonoro)
FFC
CFF
freqüência cardíaca fetal
FFIIG
GO
O
Federação Internacional de Ginecologia e Obstetrícia
H
HM
MLLM
MB
B
Hospital Maternidade Leonor Mendes de Barros
LLTTVV
variabilidade longa (long term variation)
M
MC
CFF
movimentos corpóreos fetais
M
MFF
movimento fetal
m
mss
milisegundos
PPA
A
pressão arterial
SSN
NA
A
sistema nervoso autônomo
SSN
NC
C
sistema nervoso central
SSN
NPP
sistema nervoso periférico
SSTTVV
variabilidade curta (short term variation)
TTB
BC
C
taxa de batimento cardíaco fetal
PPO
O222
pressão de oxigênio
PPC
CO
O222
pressão de gás carbônico
ff rr
freqüência no receptor
ff 00
freqüência da fonte
VV fff
velocidade da fonte
VV rr
velocidade do receptor
VV ss
velocidade do som no meio
M
MO
OTTIIV
VA
AÇ
ÇÃ
ÃO
O
Desde o inicio de minha formação em ginecologia e obstetrícia, aprendi
a valorizar ainda mais os fetos, porque observara que se não fosse o “mais“
seria “um dos mais” importantes anseios dos seres humanos.
Por volta de 1984, foi quando mantive o primeiro contato com um
aparelho de cardiotocografia, o qual era imenso no tamanho , bem rústico com
a “capacidade de perda de captação incrível”. Embora para a época
“sofisticado” ao mesmo tempo, contemplava os aparelhos de sonar de ausculta
fetal à bateria, que carregávamos a tira colo. Ficava imaginando, quando seria
o dia em que iríamos carregar aquele aparelho imenso a “tira colo”.
O tempo passou, os aparelhos de cardiotóco diminuiria de tamanho, mas
não ainda a “tira colo”.
No mestrando conversando sobre batimento cardíaco fetal com o
Professor Dr. Eder Rezende Moraes, que seria meu futuro orientador.
Buscando literatura e principalmente a brilhante tese do Prof. Dr.
Coríntio Mariani Neto, renasce a idéia de carregar um cardiotóco a “tira colo”.
Começamos nossas experiências em processamentos de sinais,
utilizando o aparelho sonar de ausculta de BCF. Conseguimos alguns sinais,
mas no entanto, com muitos ruídos.
Repensando tudo, surgiu a idéia de simplificar um cardiotocógrafo e a
motivação que já era grande aumentou ainda mais e felizmente colhemos
alguns frutos e que hoje carregamos a “tira colo”.
Fomos ganhando motivação a cada dado que colhíamos, quando
conseguimos o conector que acoplava o cardiotóco ao computador, quando
vimos o despertar de interesses não só dos representantes TOITU no Brasil,
mas como de outros colegas que trabalham com cardiotocografia.
Hoje, com orgulho, contribuímos e abrimos mais perspectivas ao estudo
da cardiotocografia fetal.
1
1.Introdução
Durante a segunda guerra, observações comportamentais de certos
animais como morcegos, golfinhos, comprovaram que os mesmos se
locomovem, encontram alimento e fogem do perigo pelas ondas ultra-sônicas
que eles próprios emitem; sugeriram então, a idéia do desenvolvimento do
sonar (conversor de energia elétrica em energia mecânica e vice-versa, gerado
por ondas ultra-sônicas). Esse instrumento serve para detectar objetos sob a
água como submarino, em minas e também para avaliar a profundidade do
mar. Desde então houve um aumento muito grande de aplicações de técnicas
biofísicas de ultra-som e outras dos mais diversos campos.
Como o ultra-som está fora da faixa de freqüência audível ao homem,
em alguns casos ele pode ser empregado com intensidade bastante alta, além
de seu uso à baixa intensidade.
As aplicações do ultra-som de baixa intensidade têm, como propósito,
transmitir a energia através de um meio e com isso obter informações do
mesmo. As aplicações típicas dentro dessa categoria são: ensaio não
destrutivo de materiais, medida das propriedades elásticas de materiais e
diagnose médica.
Todos os métodos de diagnose médica que usam ondas ultra-sônicas se
baseiam no tempo entre a emissão e recepção do ultra-som refletido, na
intensidade da onda refletida e/ou no efeito produzido pelos movimentos das
partes internas do corpo.
2
Portanto, tudo indica que a diagnose com ultra-som é mais segura do
que com radiação ionizante, como os raios X, fato esse muito importante para o
exame de crianças ou de mulheres grávidas.
As vantagens da diagnose com o ultra-som são sua segurança, sua
conveniência por ser não-invasiva e não-traumática, além de sua capacidade
de detectar fenômenos para os quais os raios X e outros meios de diagnose
são insensíveis.
As ondas ultra-sônicas são geradas por transdutores ultra-sônicos
também chamados simplesmente de transdutores. De uma forma geral, um
transdutor é um dispositivo que converte um tipo de energia em outro. Os
transdutores ultra-sônicos convertem energia elétrica em energia mecânica e
vice-versa. Esses transdutores são feitos de materiais piezoelétricos ou
ferroelétricos que apresentam um fenômeno chamado efeito piezoelétrico.
Esse efeito (descoberto por Pierre e Jacques Curie, em 1880) consiste na
variação das dimensões físicas de certos materiais sujeitos a campos elétricos.
O contrário também ocorre, isto é, a aplicação de pressões – por
exemplo, pressões acústicas – que causam variações nas dimensões de
materiais piezoelétricos, provocam o aparecimento de campos elétricos neles.
Ao se colocar um material piezoelétrico num campo elétrico, as cargas elétricas
da rede cristalina interagem com o mesmo e produzem tensões mecânicas
(Figura 1) . Certos cristais naturais como o quartzo e a turmalina são
piezoelétricos. Outros são crescidos artificialmente em laboratórios como o
sulfato de lítio, o fosfato diidrogenado de amônia, o titanato de bário e o titanato
zirconato de chumbo (OKUNO, 1986).
3
Figura 1- cristal piezoelétrico convertendo uma onda
mecânica em sinal elétrico e vice-versa. (DURÁN
2002).
O cristal para poder ser utilizado como um transdutor deve ser cortado
de forma que um campo elétrico alternado aplicado, nele produza uma variação
em sua espessura. Dessa variação resulta um movimento das faces do cristal,
originando as ondas sonoras. Cada transdutor possui uma freqüência de
ressonância natural, tal que quanto menor a espessura do cristal, maior será
sua freqüência de vibração.
O mesmo transdutor que emite o sinal ultra-sônico pode funcionar como
detector, pois os ecos que voltam a ele produzem vibração no cristal, fazendo
variar suas dimensões físicas o que provoca, por sua vez, o aparecimento de
um campo elétrico. Esse campo gera sinais que são amplificados e mostrados
num osciloscópio ou registrador.
Os sinais ultra-sônicos são transmitidos ao interior do corpo, colocandose o transdutor em contato com a pele, usando-se água ou gel para eliminar o
ar e obter um bom acoplamento acústico transdutor-pele, que aumenta a
4
transmissão dos sinais ultra-sônicos ao interior do corpo e do eco de volta ao
detector.
Uma propriedade geral das ondas, de interesse para as aplicações do
ultra-som, é que ao encontrar uma interface entre dois meios diferentes, parte
delas é refletida e parte é transmitida. A onda refletida na interface, retorna
através do meio incidente, com a mesma velocidade com que se aproximou da
interface. Essa onda refletida, no caso do som, é chamada eco. A onda
transmitida continua a se propagar após a interface, mas com velocidade
característica do segundo meio (Figura 2). Os ângulos de incidência e de
reflexão são iguais, e vale a lei de Snell como no caso da óptica geométrica.
Figura 2 - reflexão e refração de uma onda ultra-sônica
para uma incidência normal em uma superfície que separa
dois meios (DURÁN 2002).
Outro fenômeno utilizado é o efeito Doppler. Toda vez que temos um
gerador de ondas, ou uma fonte e um receptor de ondas, com um movimento
relativo entre eles, pode acontecer o seguinte:
a) aumento da freqüência f r no receptor em relação à freqüência f 0 da
fonte, quando o receptor e a fonte estão se aproximando.
5
b) redução da freqüência f r no receptor em relação à freqüência f 0 da
fonte, quando o receptor e a fonte estão se afastando.
A alteração na freqüência no caso de movimento da fonte ( Vf =
velocidade da fonte) e receptor em repouso é dada pela expressão,
equação (1):
fr =
f0
v

1 ± f

vs

assumindo o valor positivo para ( Vf )




,
(1)
quando a fonte se afasta e negativo
para ( Vf ) quando a fonte se aproxima.
A alteração na freqüência no caso de movimento do receptor e fonte
em repouso é dada pela expressão, equação (2):

v 
f r = f 0 1 ± r  ,
vs 

(2)
sendo v s , a velocidade de propagação do som no meio, v r a velocidade do
receptor, sendo atribuído o sinal positivo quando o receptor se aproxima e
negativo quando se afasta da fonte (DURÁN).
Nos
sonares
obstétricos,
e
portanto,
nos
equipamentos
de
cardiotocografia, o transdutor de ultra-som não se move, porém as paredes do
coração ( superfície refletora) estão se movimentando e conseqüentemente
produzindo o efeito Doppler nas ondas refletidas. Porém, deve-se lembrar que
as paredes estão em movimento tanto no instante da chegada das frentes de
ondas, quanto da emissão da onda refletida. Portanto, para chegarmos ao valor
do deslocamento da freqüência do ultra-som temos de considerar: primeiro o
6
caso da fonte (transdutor) fixa e receptor (paredes do coração) em movimento,
e em seguida fonte em movimento (paredes do coração) e receptor fixo
(transdutor), chegando à seguinte expressão para a variação da freqüência
devido ao efeito Doppler OKUNO et al, (1986), equação (3).
∆f = 2 f 0
vc
cos θ
vs
(3),
sendo θ , o ângulo de incidência em relação à direção da velocidade v c das
paredes do coração.
O ultra-som pode ser utilizado, tanto para avaliação da distância do meio
refletor como a sua velocidade instantânea. As técnicas de imagens
convencionais por ultra-som utilizam a intensidade do eco e o intervalo de
tempo entre a emissão de um pulso e recepção do eco. Essa técnica é utilizada
quando se deseja simplesmente avaliação anatômica ou localização de
nódulos no organismo. As imagens de eco-doppler utilizam tanto o eco como o
efeito Doppler, fornecendo portanto informação mais detalhada de órgãos que
estejam se movimentando, como por exemplo as paredes do coração.
A onda ultra-sônica produzida pelo cardiotocógrafo é modulada com
deslocamento Doppler, (equação 3), devido ao movimento das válvulas do
coração. O sinal modulado do ultra-som é detectado, amplificado e filtrado para
separar o deslocamento Doppler fornecendo informação sobre o batimento
cardíaco fetal (CALLAGAN, 1964 e HOLMES 19641 apud POSE 1969).
1
HOLMES, JH; TAYLOR, ES; THOMPSON, HE e GOTTESFELD, KR. Ultrasound diagnostic
techniques in obstetrics and gynecology. Am. J. Obst. Gynec. 90, p. 666, 1964.
7
Os recentes avanços no campo do diagnóstico e da aceleração da
maturidade pulmonar fetal ampliaram substancialmente o espectro de
indicações da antecipação terapêutica do parto, melhorando sobremaneira, o
porvir do recém-nato. Tais fatos aliados à evolução das técnicas que objetivam
e concorrem para a interrupção da gravidez, têm proporcionado papel cada vez
mais importante à avaliação anteparto da vitalidade fetal.
A
capacidade
do
concepto
de
iniciar
sua
vida
extra-uterina,
desenvolvendo-se física e intelectualmente de acordo com seu potencial
genético, depende de sua habilidade em ultrapassar incólume momentos
críticos do período perinatal. Entre estes, está o trabalho de parto que é
caracterizado por ser aquele que mais oferece riscos de comprometimento das
condições fetais.
A hipóxia com acidemia metabólica é, indiscutivelmente, uma das
principais causas de lesões fetais DAWES et al, (1992), determinando, na
dependência de sua intensidade, comprometimentos neurológicos que podem
ser transitórios, permanentes ou até letal (CURRAN, 1977).
A principal linha de proteção conceptual consiste, provavelmente, em se
diagnosticar precocemente o sofrimento fetal, que é o quadro clínico resultante
da hipoxia. Assim, a prevenção de acidemía metabólica fetal ou morte intrauterina seria o objetivo fundamental da monitorização eletrônica por avaliação
visual bem como a computacional que é dita anteparto ou intraparto, na
dependência do período em que se utiliza (CURRAN, 1977).
Frente a estas preocupações de concordância e acurácia na leitura dos
laudos
entre
observadores,
confiabilidade
do
registro,
dificuldade
na
8
valorização e correlação dos índices, terminologia bem como a avaliação de
parâmetros na Cardiotocografia visual (MARIANI NETO, 1999) Anteparto
(CTGA), como a Freqüência Cardíaca Fetal (FCF) basal, Movimento Fetal
(MF), Acelerações Transitórias (AT), desacelerações, estímulos vibroacústicos.
NA CTGA computadorizada valoriza-se a Variabilidade Curta (STVShort Term
Variation) que são microscilações da FCF (amplitude)
cuja
variabilidade é compreendida entre uma batida e outra e não visível ao olho
humano. Já a Variabilidade Longa ( LTV - Long term Variation ) que são
macroscilações
da FCF (amplitude) pode ser observada visualmente
e
consiste na oscilação de longa duração ou variabilidade oscilatória.
Variabilidade Longa ou Curta
são influências do SNA (simpático e
parasimpático) em respostas as alterações metabólicas fetais, que estão,
diretamente relacionados à oxigenação sanguínea (PO2) ou acidemia (PCO2).
Portanto
torna se necessário que os registros de cardiotocográficos
sejam mais pesquisados, para que se possa avançar em sua análise, que
envolve freqüentemente critérios subjetivos com considerável variação interobservadores e intra-observadores (MARIANI - NETO, 1999). No entanto, com
isso, melhorar o tempo, o custo, a confiabilidade do método e contribuir na
precocidade de diagnóstico de bem estar ou sofrimento fetal.
1.1 - Parâmetros para análise visual da CTGA
A cardiotocografia que, a princípio, só era aplicada no período intraparto
(CTGI), tornou-se universalmente difundida e nestas quatro décadas foi
9
bastante aprimorada. Estudos da última década sugerem que a CTG vem se
mantendo, no âmbito mundial, como método mais utilizado para avaliar o bem
estar fetal antes do parto (MAUAD FILHO e RANGEL, 1992; SPENCER, 1993
e MARTIN, 1998).
O início dos estudos em relação à contração uterina no trabalho de
parto, ocorreu em torno de 1950, quando ALVAREZ e CALDEYRO BARCIA
(19482 apud MARIANI NETO 1999), no Uruguai, demonstraram a fisiologia da
contração uterina intraparto, introduzindo transdutores de sonda ou balão intra
e extra-amnióticos.
Os efeitos das contrações uterinas sobre a freqüência cardíaca fetal
foram estudados simultaneamente de maneira independente por HON, 19583,
nos Estados Unidos da América e CALDEYRO BARCIA, 19584, no Uruguai, e
mais tarde, HAMMACHER, 19625, na Alemanha. (apud MARIANI NETO 1999)
No início, o teste era realizado com sobrecarga de ocitocina (contraction
stress test – CST) através de infusão intra-venosa que provocaria contrações
uterinas simulando o trabalho de parto POSE et al; (1969) e com o objetivo de
detectar quedas da freqüência cardíaca fetal (DIP II ou desacelerações
tardias), as quais identificariam a probabilidade do feto desenvolver episódios
de hipóxia , intraparto
2
resultantes da redução do fluxo ultero-placentário
ALVAREZ, H e CALDEYRO-BARCIA, R. Estudios sobre la fisiologia de la actividad contractil
del utero humano. Primera comunicación. Nueva tecnica para registrar la actividad contráctil
del utero humano gravido. Arch. Gin. Obst. Uruguay, V.7, 7-24, 1948
3
HON, EH - The electronic evaluation of fetal heart rate. Preliminary report. Am.J.Obstet.
Gynecol.,V.75, p. 1215-1230, 1958.
4
CALDEYRO-BARCIA, R. Estudio de le anoxia fetal intrauterina mediante el ECG fetal y el registro
contínuo de la frecuencia cardíaca fetal. In:
5 HAMMACHER, K. Neue Methode zur selektiven Registrierung der fetalen Herzschlagfrequenz.
Gebursth. frauenheilk.,, V. 22, p. 1542-1543, 1962.III Cong. Lat. Amer. Obst. Ginec. México, 2, p. 388390, 1958.
10
materno, que ocorre durante a contração uterina. Caracteriza-se pela queda
gradual da FCF que começa após 20 segundos ou mais do inicio da contração
uterina e retorno lento à linha de base, tornando-se patológico ao feto.
Desaceleração precoce ou DIP I: queda gradual da FCF coincidente com
a contração uterina. Corresponde a uma resposta para simpática determinada
pela compressão do pólo cefálico durante a contração uterina. É fisiológico
durante o trabalho de parto após rotura das menbranas aminióticas.
Desaceleração variável ou DIP UMBILICAL : Queda abrupta da FCF,
motivada por compressão do cordão umbilical por movimentos corpórios fetais
ou por contrações uterinas. A queda é superior ou igual a 15 bpm e inferior
a 2 minutos entre o inicio da queda e o retorno à linha de base.
Algumas destas desacelerações umbilicais, denunciam mau prognóstico
fetal:
Ascensão da linha de base após a desaceleração
(taquicardia
compensadora). Outra característica desfavorável é o retorno lento à linha de
base após bradicardia de duração maior que 60 segundos e queda da FCF
abaixo de 70 dpms e morfologia do registro cardiotocográfico em “W”
Gradualmente esta prova foi sendo substituída pela cardiotocografia
anteparto (CTGA) sem sobrecarga, ou seja, de repouso (CTR) chamada de
nonstress test (NST) (PHELAN,1981).
As Acelerações Transitórias (AT) e o nonstress test (NST) começaram a
ser analisados por HAMMACHER e tal (1968), na associação de acelerações
transitórias da freqüência cardíaca fetal na CTGA as quais estão intimamente
relacionada à boa oxigenação ou comprometimento fetal, no que diz respeito à
presença ou não de AT, (MARIANI NETO 2000).
11
Acelerações transitórias são aumentos repentinos e passageiros da
freqüência cardíaca fetal em pelo menos 15 bpm em relação à linha de base
durante 15 segundos ou mais e inferior a 2 minutos. Geralmente estão
associados com os movimentos fetais (AT não periódica) ou contrações
uterinas (AT periódica) sendo estas últimas, desencadeadas por estimulação
simpática, através da hipotensão fetal ocasionada por fechamento temporário
da veia umbilical. Os movimentos fetais provocariam estímulos na área motora
central (bulbo e hipotálamo) e estes por via nervosa cardíaca (simpática)
provocariam acelerações transitórias.
Outros índices de avaliação surgiram, assim como a linha de base
(HON, 1975) , que consiste na média aproximada dos valores da FCF
avaliados no seguimento de 10 minutos do traçado cardiotocográfico,
excluindo-se:
desacelerações,
acelerações,
períodos
de
acentuada
variabilidade e seguimentos onde a variação da FCF apresente diferenças
superiores a 25 bpm por minuto. Em qualquer seguimento de 10 minutos, a
duração mínima da linha de base deve ser de 2 minutos e considera-se
normal valores entre 110 e 150 bpm .
É definida variabilidade: como oxilação da linha de base da FCF com 2
componentes ou seja microsilação e macrosilação. A primeira corresponde a
variabilidade entre uma batida e outra, instante a instante, o que não é possível
avaliar, na interpretação visual da cardiotocografia. A segunda consiste na
osilação de longa duração ou Variabilidade Longa (oscilatória), onde a FCF
descreve 2 a 6 ciclos no decurso de 1 minuto, com oscilações consideradas
normais entre 10 a 25 dpm (BEHLE e ZUGAIB, 1981).
12
A variabilidade , na análise visual, baseia-se na amplitude dos
complexos que variam desde: ausente (indetectavél), minima ( ≤
5 bpm),
moderada ( 6 a 25 bpm), acentuada ( > 25 bpm).
Uma característica da variabilidade que mostra comprometimento fetal é
o padrão sinusoidal, onde as ondas do registro da cardiotocografia adquirem a
forma de sino, com amplitude de 5 a 15 bpm, com ritmo regular e fixo que não
se altera após estimulo vibroacústico.
O que é muito comum em fetos
hidrópicos ( gestações isoimunisadas graves) e também em hipóxia fetal grave.
Também podem surgir as desacelerações da freqüência cardíaca fetal:
Que são quedas temporárias da FCF, (HON, 1975), classificadas: Não
periódicas (não apresentam relação com as contrações uterinas) ou periódicas
(estão relacionadas às contrações uterinas) que são quedas da FCF abaixo da
linha de base e podem estar associadas ao comprometimento fetal (BEHLE e
ZUGAIB, 1981).
Com isto, a avaliação da vitalidade fetal, ou seja, do bem estar fetal,
ganha destaque, tornando a CTGA mais rotineira e tem em síntese, como
parâmetros: linha de base, variabilidade , acelerações transitórias
e
desacelerações. No entanto, concomitantemente, surgem as diversidades de
termos e conceitos, o que passou a dificultar a interpretação dos sinais
registrados.
Para a normatização após consenso entre especialistas no assunto, a
Federação Internacional de Ginecologia e Obstetrícia (FIGO NEWS,1987)
publicou uma classificação de consenso: tabela - 1
13
TABELA 1
Normatização
da
Federação
Internacional
de
Ginecologia
e
Obstetrícia para classificação de CTGA.
Normal
FCF basal (bpm)
110-150
Suspeito
Patológico
100-110 ou
<100 ou >170
150-170
Variabilidade(bpm)
5-25
5-10 (>40 min)
<5 (>40 min)
ou >25
ou sinusoidal
Acelerações
>2 ou =2
(n/10min)
Ausentes
Ausentes
(> 40min)
Desacelerações
Ausentes
Ocasionais
Recidivantes
e pequenas
ou grandes
Prolongadas
ou tardias
A
CTGA
avalia,
indiretamente,
o
grau
de
estabelecendo, deste modo, um prognóstico para o feto.
oxigenação
Existem
fetal,
quatro
parâmetros de FCF passíveis de análise: nível da linha de base, variabilidade,
acelerações transitórias (AT) e desacelerações.
O parâmetro mais evidenciado pela análise visual dos registros, é a
presença de duas AT (aumentos > 15 bpm por > 15 segundos) desencadeada
pelos movimentos corpóreos fetais (MCF). Na ausência de AT ou na presença
14
de apenas uma, complementa-se o exame com a estimulação fetal,
geralmente, estímulo vibroacústico. A presença de desacelerações tardias da
FCF, desencadeadas por contrações uterinas de Braxton-Hicks (contrações
indolores),
indica
hipóxia
fetal
ou
compressão
intensa
do
funículo,
caracterizando o registro francamente patológico (MARIANI NETO, 1998);
Padrões normais:
FETO ATIVO: no exame basal, são observadas duas AT, com intervalo de até
10 minutos entre si.
FETO REATIVO: o estímulo sonoro (ES) provoca MCF e elevação da FCF de
pelo menos 20 bpm por > 3 min e/ou duas ou mais AT.
Padrões suspeitos:
FETO HIPOATIVO: ausência ou presença de apenas uma AT.
FETO HIPORREATIVO: há resposta fetal ao ES, porém, insuficiente.
Padrões patológicos:
FETO
INATIVO:
presença
de
desacelerações
tardias
ou
umbilicais
desfavoráveis às contrações uterinas de Braxton-Hicks.
FETO NÃO REATIVO: ausência completa de resposta ao ES.
1.2 - Parâmetros para análise computacional da CTGA
Na década de 80, estudando análises numéricas da variação da
freqüência cardíaca fetal, batida a batida, movimentos corpóreos fetais e
respiração fetal DAWES et al (1981) deram início aos estudos em direção ao
15
desenvolvimento de sistemas computadorizados que realizam as análises
automáticas dos registros (DALTON e DAWSON 1984 e DAWES et al 1982),
embora tenham se destacado os modelos de Dawes e Redman pela casuística,
(DAWES et al 1991 e PARDEY et al. 2002).
Todos os parâmetros utilizados por este sistema computacional, são
idênticos aos avaliados pela análise visual já descritos e definidos no subtítulo
anterior ou seja: linha de base, variabilidade, acelerações transitórias e
desacelerações, exceto a chamada variabilidade curta ou STV, medida em
milisegundos (ms) que se destaca, sendo considerado o padrão ouro da CTGA
computadorizada.
A probabilidade de acidemia metabólica fetal ou morte intra-uterina é de
72% para STV menor que 2,5 ms; 33% entre 2,5 ms e 2,9 ms; 29% entre 3,0
ms e 3,4 ms; 8% entre 3,5 ms e 4,0 ms e 0 para STV maior do que 4,0 ms
(DAWES et al 1992). Por outro lado, os períodos de variabilidade longa da FCF
são mais valorizados que a presença de AT, uma vez que estão presentes em
99,3% dos fetos normais, enquanto estas últimas são exibidas entre 83,8 e
92,7%, dependendo da idade gestacional.
O estimulo vibroacústica , além de substimado não é incluído como
parâmetro de análise na CTGA computadorizada
Há controvérsias sobre a cardiotocografia computadorizada após a
estimulação vibroacústica. Alguns autores afirmam que o sistema não foi
desenvolvido para interpretar traçados após estimulo vibroacústico, devido às
alterações bruscas na FCF (MONTENEGRO e REZENDE FILHO, 1995). Ao
contrário, MONTAN et al.(1992), ao acompanharem 17 gestantes entre 34 e 42
16
semanas, mostraram que a perda de sinal devida à estimulação não ultrapassa
10%, o que permite o desempenho normal do equipamento.
De acordo com MARIANI NETO (1999), com a forte tendência
generalizada em se acreditar na tecnologia, corre-se o risco de exagero no
diagnóstico ou na suspeita de sofrimento fetal. Na avaliação de fetos de mães
diabéticas tipo I, o cálculo do STV não parece fiel devido à dificuldade na
avaliação da idade gestacional pelo retardo no amadurecimento dos fetos
nesta patologia (TINCELLO et al, 1998 ; 2001). Da mesma forma, questionando
os critérios de Dawes e Redman, ANCESCHI et al. (1999) concluem que à
relação ácido-base da artéria umbilical de recém nascidos está relacionada
com a movimentação fetal e acelerações da FCF e não com baixos valores do
STV.
Utilizando o ultra-som SHAKESPEARE et al, (2001), com intuito de
aperfeiçoamento da técnica, tem explorado a monitoração da variabilidade
cardíaca fetal. Assim, como na técnica de magnetocardiografia fetal (ZHAO e
WAKAI, 2002) e outros que buscam métodos matemáticos de avaliação da
variabilidade dos registros (GROOME et al,1999 ; VAN LEEUWEN et al., 1999)
incluindo sistemas de avaliação computacional utilizando programas de
inteligência artificial (GUIJARRO-BERDIÑAS et al, 2001).
17
1.3 - Considerações frente às análises visual e computacional
Com embasamento nestes estudos e com intuito de verificar os sinais e
a aplicabilidade prática da análise computacional, comparamos os sinais
obtidos em registros de CTGA, com estímulo vibroacústico e sem estímulo
vibroacústico, calculando o STV de fetos ativos, hipoativos, pré e pós-ES.
Muitos trabalhos já foram desenvolvidos em CTGA, porém a busca da
utilização de parâmetros que traduzam segmentos estimulados e não
estimulados, em ambiente Matlab-Mathworks, parece ser uma nova abordagem
na predição da vitalidade fetal.
18
2. Aspectos da embriologia e fisiologia cardíaca fetal.
Neste capítulo e nos próximos dois capítulos, embasados em MOORE e
PERSAUD 1993), VIEIRA (1994) e CURRAN (1977), apresentamos uma
revisão da embriologia e fisiologia cardíaca fetal, com o objetivo de fornecer
informações biológicas e noções que auxiliem na compreensão do trabalho
desenvolvido.
2.1 - Embriologia do Sistema Cardiovascular
O sistema cardiovascular é o primeiro sistema a funcionar no embrião,
com
o
sangue
começando
a
circular
na
terceira
semana.
Esse
desenvolvimento precoce é necessário porque o embrião em rápido
crescimento precisa de um método eficiente para adquirir oxigênio e nutrientes
e para eliminar dióxido de carbono e produtos de excreção.
O sistema cardiovascular deriva do tecido angioblástico, que tem origem
no mesênquima, um agregado de células mesenquimais derivadas do
mesoderma. O processo de formação dos vasos sanguíneos é chamado
angiogênese. Não é possível distinguir estruturalmente os vasos sanguíneos
como artérias ou veias, mas estas são nomeadas de acordo com o seu futuro
destino e sua relação com o coração.
No desenvolvimento inicial do coração do sistema circulatório primitivo, o
primeiro sinal é o aparecimento de pares de cordões endoteliais denominado
cordões angioblásticos, durante a terceira semana. Estes cordões canalizam-
19
se para formar os tubos endocárdicos, que logo se fundem para constituir um
único tubo cardíaco. Três pares de veias drenam o coração tubular do embrião
de quatro semanas: as veias vitelinas, pelas quais retorna o sangue do saco
vitelino e segue pelo pedículo vitelino até o embrião; as veias umbilicais , que
trazem sangue oxigenado do córion (parte embrionária da placenta) e no
interior do fígado forma-se uma passagem chamada ducto venoso, permitindo
que parte do sangue da placenta passe diretamente para o coração; e as veias
cardinais comuns, pelas quais retorna o sangue do corpo do embrião (principal
sistema de drenagem do embrião).
No desenvolvimento da veia cava inferior, a composição da mesma
ocorre em quatro segmentos: o segmento hepático, o segmento pré-renal, o
segmento renal e o segmento pós-renal.
Na formação do coração primitivo, a área cardiogênica se organiza em
duas faixas celulares chamadas cordões cardiogênicos. Estes cordões formam
os tubos endocárdicos que se fundem formando um único tubo cardíaco, de
onde começa a surgir o miocárdio primitivo (camada mais externa), o
endocárdio (revestimento interno) e o epicárdio (pericárdio visceral).
Na circulação do coração primitivo, as contrações cardíacas começam
por volta do vigésimo primeiro ou vigésimo segundo dia e tem origem
miogênica. As camadas musculares do átrio e do ventrículo são contínuas e as
contrações, de ocorrências peristálticas, que no início é do tipo fluxo e refluxo;
e no final da quarta semana estas contrações se tornam coordenadas e
resultam em um fluxo unidirecional.
20
A divisão do coração primitivo atrioventricular começa por volta da
metade da quarta semana e se completa no final da quinta semana, sendo que
a formação do sistema de condução do coração, assim como o nó sinoatrial e o
nó atrioventricular se tornam ricamente enervados e desenvolvem-se na quinta
semana; e o átrio primitivo atua como um marcapasso temporário do coração.
A circulação fetal atende às necessidades pré-natais e permite, ao
nascimento, modificações para o padrão circulatório pós-natal. Ajustes
circulatórios ocorrem no nascimento quando cessa a circulação do sangue fetal
pela placenta, os pulmões do recém-nato começam a funcionar e o sistema
vitelino, as veias cardinais e o sistema umbilical não são mais necessários.
3.Aspectos Morfológicos e Elétricos do Coração Fetal
3.1 - Desenvolvimento morfológico
Nos estágios inicias de desenvolvimento fetal, a sua alimentação e
oxigenação são realizadas por simples difusão. No entanto a partir da terceira
semana a sua dimensão é tal, que a simples difusão deixa de ser suficiente
para a satisfação das suas necessidades energéticas, pelo que começa a se
desenvolver um sistema circulatório primitivo.
O processo inicia-se com o desenvolvimento de pequenos vasos
sangüíneos no tecido do mesoderme, a partir de pequenas bolhas sangüíneas.
A forma como estes pequenos capilares se formam e desenvolvem é pouco
conhecida. Algumas teorias defendem que inicialmente todos os capilares são
21
formados exteriormente ao feto, sendo absorvidos por este à medida que se
desenvolve. Outras defendem que o desenvolvimento dos capilares acontece
simultaneamente, quer exteriormente quer interiormente ao feto.
Independentemente de qual o processo que forma os primeiros
capilares, parece certo que estes se desenvolvem formando os primeiros vasos
sangüíneos. Dois desses vasos, em particular os tubos cardíacos, formam-se
junto à crista neuronal e irão ser os precursores do coração (figura 3)
Figura 3- Tubos endocárdicos e crista neural – adaptado de Moore
Devido ao desenvolvimento acelerado do feto neste período, profundas
alterações morfológicas acontecem, fazendo com que esses dois tubos se
aproximem e se fundam formando assim, um único tubo. Nesse período formase em redor deste tubo uma cavidade primitiva que se denomina cavidade précardíaca (figura 4). Este estágio é atingido quando o feto tem vinte e três dias e
apenas 2,2 milímetros de comprimento.
22
Figura 4- Cavidade pré-cardíaca – adaptado de Moore
No tubo primitivo, que irá formar o coração, já se encontram algumas
estruturas idênticas às de um coração adulto, sendo já possível de distinguir
dois tipos de tecido. O tecido do endocárdio que é composto por uma simples
camada de células de grande permeabilidade, de forma
que as células
internas do coração possam ser alimentadas e oxigenadas, antes do
aparecimento das artérias coronárias.
No interior existe a matriz cardíaca, composta inicialmente pela geléia
cardíaca e por duas ou três camadas de células de tecido do miocárdio. A
geléia é composta essencialmente de proteínas e glicoproteínas, sendo
responsável por grande parte da modulação do coração, pois é através dela
que se faz a migração de células.
As células contrácteis do miocárdio (miócitos) inicialmente são em
número muito reduzido e orientadas de uma forma aleatória, mas com o tempo
o seu número vai aumentar tal como a sua organização. O epicárdio que vai
formar a parte exterior do coração não existe em estádios iniciais, estando a
23
sua formação de algum modo associada ao aparecimento dos vasos
coronários, que irão alimentar todo o tecido muscular do coração.
Nesta fase, o coração só possui duas cavidades distintas, (figura 5), pelo
que vai ter de evoluir para um coração adulto com quatro cavidades.
Figura 5- Coração com duas cavidades
distintas – adaptado de Moore
Este processo vai dar-se entre o vigésimo sétimo e o trigésimo sétimo
dia de vida embrionária, período em que o feto passa de um comprimento de
cinco milímetros para dezesseis ou dezessete milímetros.
Para a divisão do coração em quatro cavidades, várias estruturas têm de
ser formadas: a divisão do canal auriculoventricular em dois canais aonde irão
se formar as válvulas auriculoventriculares, de forma a se ter uma ligação
independente entre o lado direito e o lado esquerdo do coração e a formação
de septos de forma a dividir a aurícula assim como o ventrículo em duas
cavidades perfeitamente separadas (figura 6).
24
Figura 6- Formação de septos que irão dividir, tanto a aurícula
quanto o ventrículo, em duas cavidades distintas – adaptado Moore
A divisão do canal auriculoventricular realiza-se com base na divisão
celular, que corresponde a um crescimento dos tecidos.
A divisão da aurícula é um pouco mais complexa, pois se forma ainda
um segundo septo, o septum secundum, de uma forma semelhante ao septum
primum e paralelamente a este. Também este septo não se fecha
completamente (figura 7).
Figura 7- Formação do septo secundum paralelo ao primum, ambos com uma
passagem entre as aurículas formando o foramem oval – adaptado de Moore
25
Dessa forma vai permanecer uma pequena passagem entre as
aurículas, o foramem oval, durante todo o período gestacional. Esta passagem
é essencial nesse período, pelo modo como a circulação sangüínea é
realizada.
Na altura do nascimento esta passagem deixa de ser necessária,
fechando-se devido às grandes alterações hemodinâmicas existentes nesse
período.
Simultaneamente a este processo, dá-se também a septação do
ventrículo (figura 8).
Figura 8 – Septação do ventrículo – adaptado de Moore
No entanto, a construção deste septo recorre a um processo bastante
diferente. O tecido esponjoso do ventrículo começa, a partir da quarta semana
de gestação, a dilatar devido a uma maior pressão hemodinâmica, mas como a
26
parte central se encontra fixa, uma divisão entre os ventrículos é criada. Este
processo, contrariamente ao que acontece com a divisão das aurículas,
praticamente não recorre à divisão celular, não havendo portanto construção
de novos tecidos. Obviamente que com esse processo vai permanecer uma
pequena passagem na parte superior do septo. Essa passagem tem de ser
fechada, fato para o qual a divisão do tronco arterial na aorta pulmonar
contribui enormemente.
A existência inicial de uma única artéria a sair dos ventrículos, o tronco
arterial, justifica-se perfeitamente pelo fato de a evolução decorrer a partir de
um único tubo. No entanto, a divisão desse tronco na aorta e artéria pulmonar
tem de se dar. O processo vai se basear na construção de um septo em espiral
ao longo do tronco arterial, que com o tempo faz com que o tronco se separe
em duas artérias completamente independentes.
Para o coração se encontrar completamente desenvolvido falta apenas o
aparecimento
das
várias
válvulas
cardíacas
essenciais
ao
eficiente
funcionamento do coração. As válvulas auriculoventriculares (tricúspide e
mitral)
começam
a
desenvolver-se
logo
após
a
divisão
do
canal
auriculoventricular. Essas válvulas nascem a partir do crescimento de
saliências nesses canais e por mutação celular programada, formando-se um
tecido conjuntivo envolto pelo endocárdio, ficando ligado às paredes dos
ventrículos através das cordas tendinosas (figura 9).
Fato curioso é as dimensões destas válvulas estarem dependentes
apenas do fluxo sanguíneo que as atravessa quando da sua formação, se por
27
algum motivo o fluxo for muito reduzido, as válvulas vão ficar perfeitamente
constituídas mas com dimensões inferiores ao normal.
Figura 9- Formação das válvulas tricúspide e mitral – adaptado de Moore
Outras válvulas em que também o fluxo sangüíneo é importante para a
sua formação são as lunares, que se encontram na artéria aórtica e pulmonar.
Essas válvulas começam por ser pequenas saliências nas paredes das
artérias, que por influência do fluxo sangüíneo vão sendo escavadas,
acontecendo simultaneamente um processo de mutação celular, que forma o
tecido conjuntivo existentes nas válvulas do coração adulto.
3.2 - Características Elétricas do Coração Fetal
O coração desenvolve-se devido às necessidades crescentes de
nutrientes e de oxigênio por parte do feto. Assim sendo, paralelamente ao
desenvolvimento fisiológico do coração tem que existir também uma
28
capacidade de bombeamento, de forma a manter alguma pressão sanguínea,
pelo que por volta do décimo sétimo dia de gestação, quando o coração se
encontra ainda num estágio muito primitivo de desenvolvimento, começam os
primeiros batimentos de uma forma completamente irregular e sem qualquer
tipo de controle. Nesta fase ainda não existe nenhum local determinado onde o
sinal elétrico que provoca a contração é gerado, como também não existem
fibras especializadas na propagação dos sinais elétricos, sendo esta realizada
por simples contato entre os miócitos (unidades contrácteis do coração). A
orientação dos miócitos, ainda é mais ou menos aleatória, impedindo-os de
gerarem uma força contráctil eficiente.
Assim sendo, nos primeiros estágios a eficiência de bombeamento é
praticamente nula, sendo a pressão sangüínea extremamente baixa. Com o
desenvolvimento do feto, o coração vai se tornando cada vez mais eficiente e
forte, fazendo com que a pressão vá aumentando progressivamente.
O processo que forma o sistema elétrico do coração é muito pouco
conhecido, ocorre a formação de fibras de características elétricas especiais
como as do coração adulto, que são as fibras internodais (nas aurículas) e as
fibras de Purkinje (nos ventrículos).
No entanto, as teorias estão mais ou menos de acordo em que
inicialmente existe praticamente só a geléia cardíaca, onde se vão desenvolver
só miócitos que
pouco a pouco formam o miocárdio degenerando alguns
desses miócitos, em locais específicos, nas células com características
elétricas particulares. Um desses locais é o sinus venosos onde se vão formar
o nodo sinoauricular e o nodo A-V, que posteriormente migrarão para os seus
29
locais definitivos. São esses dois nodos os mais importantes marcapassos do
coração, sendo eles também os primeiros a funcionarem. No entanto, pouco a
pouco o nodo sinoauricular vai se tornar o marcapasso principal, existindo para
isso três principais razões:
1- Ótima localização para uma distribuição eficiente do sinal elétrico ao longo
das aurículas e dos ventrículos.
2- Uma enervação abundante por parte do sistema parassimpático e simpático,
sendo o primeiro formado nos dois primeiros meses de gestação e o segundo,
aparecendo apenas após o nascimento.
3- O desenvolvimento deste nodo em redor da maior artéria coronária do
coração, que se encontra extremamente próxima da aorta, e por esse motivo
talvez seja a razão mais importante para o controle do ritmo cardíaco, pois é
com base na informação da pressão sangüínea dessa artéria coronária que o
controle do ritmo cardíaco ocorre.
As vias internodais estão desenvolvidas ao final do segundo mês,
quando o foramem oval não está fechado, o que o diferencia do coração
adulto.
As fibras de Purkinje, que distribuem o sinal elétrico ao longo dos
ventrículos, só ficam perfeitamente definidas após o nascimento (quanto ao
tamanho, espessura e de acordo com a pressão do bombeamento de sangue
no coração).
O coração tem suas primeiras contrações a partir do décimo sétimo dia
de acordo com unidades contrácteis do coração (os miócitos), que nesta fase
não estão perfeitamente desenvolvidas, como por exemplo o retículo
30
sarcoplasmático (regulador importante do cálcio e essencial às contrações);
tornando-se mais eficiente no terceiro mês de gestação.
Assim sendo, o coração do feto no terceiro mês é muito parecido com o
coração adulto em termos morfológicos e em termos eletrofisiológicos, com
duas exceções: a existência do foramem oval e a não existência do sistema
simpático.
3.3 - Atividade elétrica cardíaca
O ritmo cardíaco do feto é mais acelerado ( aproximadamente 140
batimentos por minuto), comparado ao coração adulto( aproximadadamente 70
batimentos por minuto). Para poder compreender o padrão dos sinais
eletrocardiográficos ou cardiotocográficos procede-se uma breve análise do
processo de contração cardíaca de um coração adulto. O sistema elétrico pode
ser resumido da seguinte forma: o sinal gerado no nodo propaga-se através da
massa muscular das aurículas, a uma velocidade de 0,3 m/s provocando a sua
contração. Esse sinal não pode passar de imediato para a massa muscular dos
ventrículos, devido à existência de um tecido fibroso de alta resistência elétrica
que separa as duas partes e que se denomina por barreira auriculoventricular.
No entanto, ligado ao nodo sinoauricular existe três fibras, as fibras
internodais, que conduzem o sinal gerado a uma velocidade elevada (1m/s),
até ao nodo auriculoventricular (nodo A-V), que por sua vez transmite-o até aos
ventrículos. Como o sinal não pode chegar muito rápido aos ventrículos, de
31
forma a que haja tempo para que as aurículas se contraiam completamente,
existe no nodo A-V um sistema de atraso de aproximadamente 0,13 segundo.
Do nodo A-V sai um feixe de fibras de grande espessura (exceto numa
pequena zona onde as fibras atravessam a barreira fibrosa auriculoventricular)
em direção aos ventrículos e onde a velocidade de propagação dos sinais é
muito elevada (1,5 a 4 m/s), as fibras de Purkinje.
Depois do feixe de fibras
de Purkinje ter passado, o tecido fibroso
divide-se em dois, dirigindo-se um para cada ventrículo. Estes dois feixes
levam rapidamente o sinal elétrico até o ápex do ventrículo, ramificando-se
então de forma a envolvê-lo completamente. O sinal é transmitido ao ventrículo
a uma velocidade tal, que demora apenas 0,3 ms para propagar-se por todo
ele.
O não retorno do sinal elétrico às aurículas, justifica-se não só pela
existência da barreira auriculoventricular que se comporta como um isolador,
mas também devido às fibras do nó
atrioventricular terem a característica de
propagarem o sinal cardíaco num só sentido (das aurículas para os
ventrículos). Caso tal não acontecesse, gerar-se-ia uma grave arritmia que
impediria o funcionamento do coração.
O ciclo cardíaco pode-se dividir então em quatro partes distintas: a
contração das aurículas ou despolarização auricular, a descontração das
aurículas ou repolarização auricular; a contração dos ventrículos ou
despolarização ventricular e por fim, a descontração dos ventrículos ou
repolarização ventricular.
32
Como o processo de contração e descontração cardíaco está associado
a correntes elétricas, podemos utilizar como recurso à colocação de eletrodos,
por exemplo, na superfície do tórax (eletrocardiograma) e no caso do feto, não
é possível fazer as medições diretamente sobre o seu tórax, mas pode-se
realizá-las colocando transdutores em contacto com o ventre materno.
Portanto ocorrendo a polarização e repolarização cardíaca, torna
possível a captação da freqüência cardíaca fetal, conseqüentemente, devido
aos movimentos da parede do coração e das ondas refletidas, os transdutores
permitem a observação do efeito Doppler, que pode ser traduzido em registro
na CTGA (figura 10)
E F E IT O D O P P L E R
N A C A R D IO T O C O G R A F IA
T r a n sd u to r
(fix o )
P a r e d e s d o c o r a çã o
(m o v im e n to )
E fe ito D o p p le r
(o n d a s re fletid a s)
C o ra ç ã o
a p r o x im a n d o
a fa sta n d o
Figura 10 – Movimentos das paredes do coração
e o efeito Doppler
33
4. Aspectos Funcionais do Córtex Cerebral e a resposta
do SNA, conforme alteração metabólica fetal na CTGA
O córtex cerebral é o disco rígido do computador. É onde estão
armazenadas, geneticamente, as informações que aquele ser humano obteve,
através não só de sua vida, como também da vida de seus ancestrais. O córtex
tem este nome porque se trata de uma camada que envolve por fora o cérebro.
A especialização realmente ocorreu na evolução das espécies, e o córtex
humano tem, muito bem dividida, várias áreas.
Existem meios de comunicação extremamente rápidos entre as várias
regiões do córtex, e elas interagem para muitas funções. A audição acontece
no córtex temporal, por dentro dos pavilhões auditivos. Assim por exemplo,
ouvir é uma função bilateral, podemos cortar fora todo um lado do cérebro que
o outro ouve bem sons vindos da direita e da esquerda.
Audição, sensação, visão, fala, entendimento de palavras, tudo ocorre
em conjunto. A função mais nobre do cérebro humano é associar informações
e dar a elas um sentido, uma interpretação. Estas áreas de associação ficam
nas fronteiras entre lobos, e principalmente numa região que fica por trás e por
cima das orelhas, onde existe uma tripla fronteira, entre lobos parietal, temporal
e occipital.
Os centros controladores são núcleos de neurônios imersos na
substancia branca na base do cérebro. Informações que vêm da região plantar
para chegar ao consciente, precisam chegar ao córtex.
34
O caminho começa no nervo periférico, vai pela raiz medular, entra na
coluna, sobe pela medula, passa pelo tronco cerebral, pelos núcleos da base e
finalmente vai ao córtex. (BITTENCOURT , 2003).
Outros controles que dependem da função do córtex cerebral são a
circulação sangüínea
barorreceptores
e
e a freqüência cardíaca através de estímulos
quimiorreceptores
que
controlados
pelos
centros
cardioinibidor e cardioacelerador , regulam o ritmo cardíaco no adulto e no feto.
Em nossos estudos observamos a relação da freqüência cardíaca fetal com a
resposta da vitalidade fetal traduzida na cardiotocografia.
Esta tradução da CTGA depende do nível do PO2 e PCO2 na circulação
fetal e da resposta do sistema nervoso autônomo (SNA), ou seja, se o feto
estiver bem oxigenado, (sem compromentimento PO2 > PCO2 )
o registro
cardiotocográfico resultará em variabilidades longas ( presença de acelerações
transitórias) e a freqüência cardíaca fetal se mantêm inalterada ( batida a
batida ) na sua linha de base com boa variabilidade e o resultado do STV e o
ritmo batida batida da estará dentro do normal
No entanto, se a oxigenação fetal estiver diminuída,( feto comprometido
PCO2 > PO2 ) o registro cardiotocográfico resultará em variabilidades curtas
( ausência de acelerações transitórias) e a freqüência cardíaca fetal ( batida a
batida ) estará alterada e se manterá em padrão comprimido, podendo estar
abaixo da linha de base e o resultado do STV indicando acidemia metabólica
ou sofrimento fetal.
35
4.1 – Funções Auditivas e a influência do ES no SNA e no registro
da CTGA
Estas funções são atributos do seu órgão sensorial básico: a cóclea. Os
ouvidos externo e médio convertem vibrações sonoras de baixa pressão
existentes no ar circundante em padrões de baixa amplitude e alta pressão,
adequados para serem transmitidos pelo meio líquido que envolve as células
sensitivas do ouvido interno. Além disso, permitem uma compressão dinâmica
das ondas sonoras em baixas freqüências, com objetivo de proteger essas
células sensitivas. Tornam também prioritárias as faixas médias em
circunstancias de alto nível de ruído ambiente e sob comando do SNC.
O ouvido interno é encarregado na conversão de vibrações de ondas
sonoras de baixa amplitude e alta pressão, ou seja de realizar a transformação
das ondas sonoras em mecânicas (uma forma de energia biológica, de base
eletroquímica).
Em analogia, se imaginarmos: uma pedra atirada a um lago, formando
uma seqüência de ondas mecânicas (estímulos vibroacústico) que se somam
até atingir um objeto (feto) capaz de ser transmitida pelas fibras nervosas
(energia eletro química) que, através do nervo auditivo fetal, levarão a
informação para ser processada pelas áreas correspondentes do Sistema
Nervoso Autônomo (Simpático e Parassimpático).
Com isto provocar uma resposta reflexa com movimentos corpóreos
fetais súbitos e conseqüentemente alterações da FCF, traduzindo
na CTGA
36
com aumento da amplitude da variabilidade na análise visual do registro
cardiotocográfico.
4.2 – Mecanismos de Regulação Cardíaco Fetal através de
Barorreceptores e Quimiorreceptores e a influência na FCF
Schuartz, em 1858, provavelmente foi o primeiro a investigar a atividade
respiratória fetal. Schultze, em 1871, estudou sobre morte fetal e a patogenia
do CO2 sugerindo irritação vagal com conseqüente bradicardia. Sertz, em
1903, continuou a teoria da asfixia e a importância de quimiorreceptores e
barorreceptores no controle da freqüência cardíaca fetal . (KUNZEL, 1985)
Barorreceptores são pequenos receptores nas paredes vasculares que
são sensíveis ao aumento da pressão arterial (P.A.) , sendo encontrados no
arco aórtico e nos seios carotídeos, na junção das artérias carótidas internas e
externas.
Quando a PA aumenta, impulsos são enviados desses receptores
através do vago ou do nervo glosso faríngeo para o mesencéfalo, resultando
em impulsos mais distantes, do vago para o coração, o que tende a diminuir a
atividade cardíaca.
Esta resposta é extremamente rápida, aparecendo na primeira elevação
da primeira P.A. sistólica, isto ocorre como função de proteção e equilíbrio do
corpo na tentativa de diminuir a P.A., diminuindo a freqüência cardíaca e o
rendimento cardíaco, quando a pressão sangüínea está aumentada. (PARER,
1983)
37
Os quimiorreceptores são achados, tanto no SNP quanto no SNC, tendo
ação predominante na regularização da respiração, e também agem na
circulação.
Os quimiorreceptores periféricos são encontrados nos corpos carotídeos
e aórticos, como os pressorreceptores são achados no arco aórtico e na área
dos seios carotídeos.
Os quimiorreceptores centrais são achados na medula e respondem às
mudanças nas pressões ( PO2 e PCO2 ), no sangue ou no fluído cérebro
espinhal perfundindo esta área. No adulto, quando o O2 diminui no sangue
arterial, perfundindo os quimiorreceptores centrais, ou o CO2 contido está
aumentando, ocorre um reflexo de taquicardia, e há também um aumento da
PA, que é evidenciada com o aumento da concentração de CO2.
A taquicardia e o aumento da PA são efeitos que ocorrem na tentativa
de proteção das áreas afetadas, com o aumento do fluxo sanguíneo para obter
diminuição da PCO2 ou aumento da PO2.
Hipóxia e hipercapnia dos quimiorreceptores periféricos produzem
bradicardia no adulto, em contraste à taquicardia e à hipertensão vista com
hipóxia central e hipercapnia.
A interação dos quimiorreceptores centrais e periféricos é obscura no
feto, mas é sabido, todavia, que o resultado da hipóxia ou da hipercapnia no
feto é bradicardia e hipertensão arterial. (PARER, 1983)
Esta interação é compensatória , provocando alteração entre uma batida e
outra batida
“beat to beat”
da
FCF, de impossível visualização humana,
traduzindo na variabilidade curta observada na Cardiotocografia, e surgindo
38
como padrão ouro dos estudos de Dawes e Redman, e que propomos avaliar
em nossos estudos.
4.3 Mecanismos de adaptação do feto e a influência do SNA na
variabilidade curta (STV)
Há muito se sabe que o feto e o recém-nascido são mais resistentes a
episódios de asfixia que os adultos. Em situação de asfixia, o feto maduro
consegue redirecionar o fluxo sanguíneo para órgãos mais nobres, como
coração, cérebro e supra-renais, que vão lhe assegurar oxigenação e
nutrientes adequados. No próprio cérebro ocorrem diferenças de redistribuição;
assim o fluxo cerebral é direcionado muito mais para o tronco cerebral do que
para o córtex; nessa região, as áreas consideradas de perfusão terminal (como
na região parietal parassagital) são as mais atingidas.
A resistência vascular diminui nesses órgãos vitais, porque a hipoxia e o
acúmulo de CO2 promovem vasodilatação cerebral. Na periferia, ao contrário,
aumenta a resistência vascular: adrenalina e noradrenalina estimulam a
atividade simpática e dos quimiorreceptores, que, juntamente com a liberação
de arginina-vasopressina, vão aumentar a resistência vascular periférica.
O feto, ao contrario do adulto, responde à hipoxia com bradicardia,
devido aos quimiorreceptores bem desenvolvidos por ocasião do termo. Estes,
detectando situação de hipoxia, provocam queda da freqüência cardíaca fetal
via regulação vagal. Além disso, como a vasoconstrição periférica leva ao
aumento da pressão sanguínea, os barorreceptores arteriais são estimulados e
39
irão manter a bradicardia como resposta do SNA (simpático e para simpático)
e assim alterar a FCF ( batida a batida ) fazendo surgir a variabilidade curta,
tornando comprimindo o registro na cardiotocografia e conseqüentemente
alterando o valor do STV .
À medida que a hipoxia se acentua, o feto passa a depender da glicólise
anaeróbica para satisfazer suas necessidades energéticas, com conseqüente
acúmulo de ácidos láctico e pirúvico, e, portanto, queda de pH, ou seja, um
estado de acidose. Este é agravado pelo acúmulo de CO2, que vai se constituir
no componente respiratório do estado acidótico.
MECANISMO DE ADAPTAÇÃO DO FETO
Feto
situação
asfixia
Bradicardia e
Hipert. fetal
O2
CO2
sangue
órgãos nobres
resistência periférica
CO2
vaso dilatação
cerebral
Quimio e
alteração do intervalo
barorreceptores batida – batida
variabilidade
curta (STV)
Figura – 11 Influência do SNA na variabilidade curta (STV)
40
5.Objetivos
5.1 Geral
Avaliar a aplicabilidade da cardiotocografia computadorizada em
ambiente Matlab.
5.2 Específicos
I–
Implementar o registro e o cálculo computacional da variabilidade curta
(STV) em ambiente Matlab.
II -
Comparar a variabilidade curta (STV) em registros sem e com estímulo
vibroacústico (entre fetos ativos e hipoativos)
III -
Comparar a variabilidade curta (STV) dos registros de CTGA em um
minuto pré e pós estímulo vibroacústico.
IV-
avaliar o valor do STV como parâmetro para a realização do estimulo
sonoro.
41
6.Casuística e Métodos
6.1 – Características
A amostra de casos foi obtida entre gestantes da maternidade da Santa
Casa de Misericórdia de Pindamonhangaba e encaminhadas ao setor de
monitoragem fetal deste hospital. A idade gestacional foi igual ou superior a 31
semanas, feto vivo, único, no período de outubro a dezembro de 2002.
Participaram da pesquisa 27 gestantes, sendo coletados e armazenados
digitalmente 27 registros cardiotocográficos.
6.2 - Procedimentos para coleta de dados
As gestantes foram encaminhadas para a monitoragem fetal, onde foram
colhidos os dados e anotados em ficha estruturada (anexo 1) e consentimento
livre informado (anexo 2).
6.3 - Procedimentos cardiotocográficos
Gestantes em posição semi-sentada, alimentadas, sem uso de
sedativos, em bom estado geral, normotensas e orientadas. A duração mínima
do exame foi de 10 minutos e máxima de 20 minutos. O monitor fetal utilizado
foi o TOITU MT-325.
42
Realizava-se o estímulo vibroacústico em fetos considerados hipoativos,
através de um estimulador fetal vibroacústico, com potência em torno de 80 a
100 dB, aplicado sobre o ventre materno na altura do pólo cefálico fetal durante
5 segundos aproximadamente.
6.4 - Aspectos Éticos
O projeto de pesquisa foi previamente aprovado pela comissão de ética
da Santa Casa de Misericórdia de Pindamonhangaba. O estudo foi realizado
com gestantes voluntárias após consentimento livre e esclarecido, e
respeitados os princípios para pesquisa em seres humanos da ASSEMBLÉIA
MÉDICA MUNDIAL, 1990, Declaração de Helsinki (ASAMBLEA, 1990).
A participação das gestantes na pesquisa e sob sigilo e consta no termo
de consentimento livre e informado (anexo 2).
6.5 - O cardiotocógrafo
O cardiotocógrafo consiste de dois transdutores, um de ultra-som e um
de pressão, para coleta da atividade cardíaca fetal e contração uterina,
respectivamente. O sinal de ultra-som coletado é processado para obtenção da
freqüência cardíaca fetal e impressão em papel apropriado da FCF e da
contração uterina, esta última quando existente. O equipamento também
disponibiliza saídas analógicas tanto da freqüência cardíaca quanto da
contração uterina em um conector traseiro.
43
6.6 - Digitalização dos dados
Os registros da FCF foram digitalizados a uma taxa de 50 pontos por
segundo coletados na saída analógica do cardiotocógrafo e armazenados, para
análise posterior, no disco rígido através de um programa computacional
desenvolvido em ambiente Labview-National Instruments (ambiente de
programação que administra o tempo, amplitude e visualização na tela) .
6.7 - Cálculo da variabilidade curta (STV)
CÁLCULO DA VARIABILIDADE CURTA (STV)
DAWES e REDMAN
1/16 1/16..........................16/16
!
!
( PARDEY 2002)
!
!
! ! ! ! ! ! !
! ! ! ! ! ! !
! ! ! ! ! ! !
1 min
1 min
1 min
1 min
3.75
3.75
3.75
3.75 s
3.75
3.75
3.75 s
3.75
3.75 s
= período
médio
......
......
...Diferença
dos IPM
Média das
diferenças
cada min.
STV = variabilidade
curta ( ms )
Média dos
valores por min.
Figura - 12 Cálculo esquemático da Variabilidade Curta
44
O STV, ou critério de Dawes e Redman, foi calculado de acordo com os
seguintes passos (PARDEY et al, 2002):
•
Retira-se do registro os minutos contendo acelerações, desacelerações
e perdas de captação.
•
Toma-se o inverso do registro em freqüência, obtendo-se o período.
•
É obtido um valor do período médio para cada 3,75 segundos de
registro.
•
Calcula-se a diferença entre os períodos sucessivos e toma-se a média
a cada 16 valores, ou seja, a média a cada minuto.
•
Por último, calcula-se a média de cada minuto, obtendo o STV.
A retirada dos segmentos foi realizada por inspeção visual, sendo
excluídos os trechos com perda de captação e variação da taxa de batimento
cardíaco maior que 15 bpm em relação à linha de base (acima e abaixo).
6.8 - Análises dos dados
Todos os registros cardiotocográficos foram submetidos a análises
visuais e computadorizadas, e ambas analisadas sob o aspecto físico e clínico.
A avaliação visual dos registros em papel (Gráfico 1), foi realizada de acordo
com os critérios da Sociedade de Obstetrícia e Ginecologia do Estado de São
Paulo. (SOGESP, 1998).
45
Gráfico 1 - registro cardiotocográfico anteparto.
A
avaliação
computacional
foi
realizada
em
ambiente
Matlab-
Mathworks, e consiste no cálculo do STV e avaliação de seus valores nos
registros ativos e segmentos anterior ao estímulo dos registros considerados
hipoativos reativos, e em um minuto anterior e posterior ao estímulo
vibroacústico nos hipoativos reativos. A seleção dos segmentos analisados foi
feita por análise visual, respeitando os critérios sugeridos para esse cálculo
(PARDEY et al, 2002), já descritos anteriormente.
46
Consideramos as amostras por análise visual para o cálculo do STV e
para a realização do estímulo vibroacústico.
Separamos as amostras em 4 grupos:
Grupo A – fetos ativos: registros em que se observou visualmente duas ou
mais AT (Gráfico 2).
Grupo B – hipoativos: registros em que não se observou no mínimo duas AT
(Gráfico 3).
Grupo C – fetos pré-estimulados (fetos pré ES): registros em que não se
observou no mínimo duas AT
Grupo D – fetos pós estimulados (fetos pós ES): registros em que se
observou aumento (aceleração) da freqüência cardíaca fetal igual ou superior a
15 bpm e persistiu por 3 min ou mais.
Comparamos:
I. O STV global do grupo ativos (grupo A) com os do grupo hipoativos (grupo
B)
II. O STV do segmento em 1 min do grupo de fetos pré-ES (grupo C) e pós-ES
(grupo D)
47
200
180
160
140
120
100
80
60
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Gráfico 2 - registro coletado de um feto ativo.
200
180
ES
160
140
120
100
80
60
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Gráfico 3 – registro coletado de feto hipoativos reativos
48
7.Resultados
Foram coletados digitalmente 27 registros cardiotocográficos de
gestantes entre a 31a e 41a semana de gestação. A variabilidade curta STV foi
calculada para todos os grupos: ativos (Quadro 1); hipoativos (Quadro 2), pré e
pós ES (Quadro 4).
Grupo ativo (grupo A) STV (ms)
7.00
9.70
1
10.00
2
4.20
10
3
7.40
14.80
4
5
8.10
7.20
5.90
7.20
11
12
13
14
4.60
3.50
6
5.10
8.00
7
5.60
15
6.30
8
9
4.20
4.60
17
18
16
Quadro 1 - valores do STV global onde a média é de 6.86 ms e o desvio padrão
de 2.72 ms.
Grupo hipoativo (grupo B) STV (ms)
4.20
1
3.90
2
4.50
3
5.60
4
3.80
5
3.00
4.70
5.70
3.00
6
7
8
9
Quadro 2 – valores do STV global onde a média é de 4.27 ms e o
desvio padrão de 0.98 ms.
49
TABELA 2
Valores do STV em um minuto pré e pós-estímulo vibroacústico
(Wilcoxon pareados)
Fetos
Pré-ES
Pós-ES
Diferença
(grupo C)
(grupo D)
pré e pós-ES
1
4.90
9.30
4.40
2
4.30
3.40
-0.90
3
9.30
9.70
0.40
4
3.10
4.20
1.10
5
3.30
5.00
1.70
6
6.10
6.40
0.30
7
7.00
11.20
4.20
8
2.30
3.20
0.90
9
4.10
6.40
2.30
média
4.93
6.53
1.60
desvio padrão
2.20
2.92
1.78
entre
A comparação entre os grupos A e B, e C e D, foi realizada através dos
testes estatísticos de Wilcoxon não pareado e pareado respectivamente, tendo
com hipótese nula que os dados são idênticos. Observamos entre os grupos A
e B p < 0.004 sendo o STV dos ativos 2.59 ms maiores que o dos hipoativos
em média e p < 0.02 entre os grupos C e D, sendo o STV pós estímulo 1.60 ms
maior que o pré estímulo em média.
50
8.Discussão
A avaliação da vitalidade fetal tem sido realizada na busca exaustiva do
diagnóstico precoce da alteração metabólica fetal e seus principais alvos, que
incluem a acidose metabólica (hipóxia-anóxia) e insuficiência feto-placentária
intra-uterina e assim como predição confiável e segura para o desfecho.
Conseqüentemente, métodos vêm sendo desenvolvidos como Doppler
fluxometria, ultra-sonografia, inteligência artificial, magnetocardiotocografia fetal
e entre eles a CTGA, que é um método indolor, de fácil realização, confortável,
de baixo custo, não invasivo, e boa aceitabilidade e bom efeito psicológico à
gestante.
Assim, o presente estudo foi desenvolvido com o intuito de: avaliar o
registro e o cálculo computacional do STV em ambiente Matlab , que facilita a
análise e o processamento de sinais, possui várias ferramentas como exemplo:
transformadas de FOURIER, redes neuronais e outras.
O Matlab permite um desenvolvimento livre,não é rígido,permite calcular,
associar, transformar e vai se adequando ao tempo fornecendo liberdade de
análise.
Possibilitando, assim, a comparação dos valores globais em fetos
ativos e hipoativos, pré e pós-ES na avaliação da cardiotocografia
computadorizada, em nossa análise.
DAWES e colaboradores (1992), afirmam em seus estudos que a
chegada de uma conclusão diagnóstica, teria tempo reduzido na análise
computadorizada, sem a utilização de qualquer tipo de estimulação fetal.
51
MARIANI NETO (2000) em análise visual de cardiotocografia, concluiu
que o estimulo vibroacústico, por si só, reduz o tempo total do exame
Neste estudo associamos a análise visual e a computacional.
Calculamos computacionalmente o STV e verificamos que essa avaliação
parece melhorar a confiabilidade do método ao depararmos com os 27
registros de CTGA de gestantes dentre os quais 9 foram considerados
hipoativos reativos e 18 ativos.
Comparamos o grupo dos ativos (grupo A) com o grupo dos hipoativos
(grupo B) e observamos que o cálculo de STV, na média, mostra ser maior no
grupo dos ativos, provavelmente justificando a presença de acelerações
transitórias (AT), o que já não ocorreu no grupo dos hipoativos que mostra o
valor do STV inferior na média, sendo necessário estimulação vibroacústica
para, provavelmente, compensar a ausência das AT e assim poder ter predição
da capacidade de reserva de oxigenação fetal.
Da mesma forma, comparando os registros do segmento de 1 minuto
pré e pós-ES de cada feto (Grupos C e D), o valor do STV, em média, mostrou
significativo aumento estatístico (p < 0.02) após estimulo.
Portanto,
reforçando
a
necessidade
do
estímulo
vibroacústico,
valorização da AT e a variabilidade longa (Long Term Variation – LTV) na
análise computadorizada., assim como é pertinente associar o cálculo do STV
à análise visual da cardiotocografia com o auxílio de ambiente Matlab.
Com estes estudos observamos a importância do aumento do valor do
STV tanto nos fetos ativos quanto nos reativos, o que reflete a importância das
acelerações transitórias, como a variabilidade longa ou seja a amplitude da
52
FCF no registro cardiotocográfico na predição da vitalidade fetal. Também a
idéia de que talvez alguns fetos hiporreativos com o aumento do STV possam
ser considerados normais e que para isto seja necessário uma casuística maior
e assim definir o valor critico da variabilidade curta para indicar o estimulo
vibroacústico e qual o aumento necessário do valor do STV, para ser
valorizado.
Outro fator importante é o tempo do seguimento selecionado:
comparando o valor do STV dos fetos ativos com os reativos, observamos que
numericamente o valor do STV dos ativos (Grupo A) na média é
significantemente maior que os reativos (Grupo B), esta alteração de valores
ocorre devido à diferença de tempo dos seguimentos selecionados para o
cálculo. O mesmo ocorre ao compararmos os grupo B e C, que ambos são, os
considerados hipoativos
8.1 - Aceleração transitória (AT) como requisito ao estímulo
vibroacústico (ES)
Nos estudos de PARDEY et al. (2002) , a análise do STV exclui alguns
segmentos do registro computacional como: intervalos de variabilidade longa
tanto acima quanto abaixo da linha de base, portanto, exclusas as acelerações
transitórias da FCF na análise computacional do STV, o parâmetro que o
presente estudo correlaciona com o bem estar fetal.
No entanto, MARIANI NETO (2000) , no estudo de aceleração transitória
de FCF, conclue sua importância em fetos hígidos, afirmando boa vitalidade
53
fetal em análise visual e constatam a integridade do sistema nervoso autônomo
fetal.
O STV dos registros ativos se apresentaram na totalidade dos casos,
acima de 3.5 milisegundos confirmando boa vitalidade fetal acentuando a
importância do método computacional.
Acredita-se que após estímulos vibroacústicos a linha de base se altera,
devido às mudanças bruscas da FCF (MOTENEGRO ; REZENDE FILHO,
1995). MONTAN (1992) mostra que a perda de captação é mínima, em torno
de 10 %, não alterando a análise computacional. Em nossos estudos observase que a perda de captação existente associada ao estímulo vibroacústico
realmente não compromete a análise.
Avaliando os registros, em um minuto antes e em um minuto após o
estímulo vibroacústico, observamos uma alteração, tanto da FCF quanto do
STV, ambos aumentando pós-estímulo (Quadro 4), fazendo ressurgir em
alguns casos as AT, tornando normais alguns registros tanto no aspecto visual
quanto computacional (Gráfico 4).
200
200
ES
180
160
160
140
140
120
120
100
100
80
80
60
ES
180
60
0
1
2
3
4
5
6
7
Gráfico 4 -
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Registros de CTG que se tornara normais tanto no
Aspecto visual quanto computacional após o estimulo vibroacústico
54
8.2 - Cálculo do STV como requisito ao estímulo vibroacústico
Devido ao grande número de detalhes a serem considerados na CTG,
apesar do grande valor estatístico, estudos de imensa casuística deixam falhas
na interpretação, visto que o cálculo do STV não considera os trechos de AT e
desacelerações acentuadas bem como em nenhum momento se observa a
inclusão do estímulo vibroacústico na CTG computacional, substimando assim
o valor do mesmo na análise.
Haja
vista
a
impossibilidade
humana
de
análise
visual
desta
variabilidade instantânea, é pertinente basearmos no cálculo da variabilidade
curta (STV) como requisito para ocorrência ou não da estimulação
vibroacústica.
55
9.Conclusões
9.1. Geral
Implementamos satisfatoriamente o cálculo do STV, ou variabilidade
curta, em ambiente Matlab-Mathworks, que permite liberdade de análise e
facilita o processamento dos sinais e por possuir várias ferramentas que
facilitam os cálculos,
transformações, associações e não sendo rígido, o
programa vai se adequando ao tempo.
9.2. Específicas
I-
Comparando o STV dos registros ativos (grupo A) e hipoativos (grupo
B), chegamos à conclusão que:
Os valores são diferentes, os registros de fetos ativos mostram o STV
2.59 ms maior em relação aos fetos hipoativos.
Observamos que o STV na média é maior no grupo dos fetos ativos, isto
devido às AT, o que não ocorreu no grupo dos hipoativos pela ausência de AT
e compensadas pelo ES e relacionando com a vitalidade fetal pela capacidade
de oxigenação.
II -
A aplicabilidade da cardiotocografia computadorizada com o cálculo do
STV mostrou importância significativa pela diferença dos valores comparados e
a possibilidade da realização do cálculo da variabilidade curta (STV) e associa-
56
lo aos dados visuais, haja vista a impossibilidade humana da análise visual
destas variabilidades instantâneas.
III -
Ao calcularmos o STV dos registros em 1 minuto pré e pós - ES dos
grupos C e D chegamos à conclusão que :
Os valores de STV são significativamente diferentes e em média, os
valores do STV pós - ES são 1.60 ms maiores que os do pré – ES em ambiente
Matlab, mostrando a importância da LTV,
AT, ou seja da amplitude da
variabilidade da FCF e a necessidade da valorização do ES
IV -
A diferença significante entre os valores do STV antes e depois do
estímulo, tanto em seus valores pareados, quanto à média, em nosso parecer
sugere: o valor do STV como novo parâmetro para a realização ou não do
estimulo vibro acústico.
Portanto, concluímos, que a avaliação computacional e visual se
complementa, e em nosso parecer seria importante a inclusão da estimulação
fetal na análise computacional, visto que ela pode tornar normal, tanto do ponto
de vista visual como computacional, registros de fetos hipoativos.
A importância da AT, LTV, ou seja a amplitude da FCF são reflexos
correspondem diretamente com a vitalidade fetal que verificamos em nossos
estudos, embora seja necessário definir o valor critico do STV para a realização
do ES, bem como a linha de base para LTV.
57
10.Propostas Futuras
•
Analisar a inclusão de estímulo vibroacústico na análise computacional.
•
Avaliação do STV antes e após acelerações transitórias comparando-as
com o STV antes e após estímulos fetais.
•
Avaliar a aplicação de outros métodos de avaliação da variabilidade da
freqüência cardíaca fetal, como por exemplo, a entropia do registro
cardiotocográfico.
•
Implementar o cálculo do Long Term Variation, ou variabilidade longa, e
a determinação da linha de base para a avaliação computacional de
CTG em ambiente Matlab.
•
Aplicação de estímulo controlada pelo computador.
•
Avaliar os fetos hiporreativos, não só no aspecto visual, mas também o
valor do STV computacional no registro destes fetos.
58
11.Referências Bibliográficas
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61
12. APÊNDICES
62
APÊNDICE 1
FICHA DE COLETA DE DADOS
1- Programa ....................................................................................
2- Nome ..........................................................................................
3- Idade ....................
RG ................................................
4- Data .........../............./...............
5- Nº Ficha ...................
/ Nº Internação ........................
6- Pré natal normal
7- Pré natal alto risco
> patologia (
) , medicação .........
............................................................................................................... .........
8- I.G................sem.
9- Paridade ............Gesta ............Para ...........A
10- Alimentada há menos de 2 horas ........................
11- Amniorrexe ........................
12- Liquido Amniótico..........................
13- Horário do exame ...........................
14-Duração do exame..........................
Sem estimulo
15-Analise da CTG .> VISUAL.............................................................................
..........................................................................................................................
...............................................................................................................................
...........................................................................................................................
Sem estimulo
16-Analise da CTG .> COMPUTACIONAL-------...........................
...............................................................................................................................
...........................................................................................................................
Com estimulo
17-Analise da CTG > VISUAL
---..................................................
...............................................................................................................................
...........................................................................................................................
18-Analise da CTG > COMPUTACIONAL
............................
Com estimulo
.............................................................................................................................
19-Observação:.....................................................................................................
...............................................................................................................................
63
APÊNDICE 2
DECLARAÇÃO DE CONSENTIMENTO E INFORMADO
Nome:..................................................................................
RG: ........................................................
Registro / internação...........................................
Pesquisador............Dr. Nelson Antonio Sbravatti
Declaro que concordo em participar voluntariamente do estudo que vai analisar o
Processamento de sinais obtidos por cardiotocografia fetal. Estou ciente que:
1. Estou grávida e este exame chamado monitoragem fetal,não interfere no meu bem
estar e do meu bebê .
2. Este exame será analisado por médicos e físicos .
3. Meu exame será feito num aparelho de cardiotocografia fetal acoplado em um
computador e não causa dor ao bebê e a mim .
4.
Fui informada que meus dados serão mantidos em sigilo pelo pesquisador e que,
caso não queira participar do estudo,o acompanhamento da minha gravidez e do meu
parto não será prejudicado .
5. Não sou obrigada a realizar nenhum destes exames, nem participar do estudo .
6. Minhas dúvidas foram esclarecidas e minha assinatura significa que concordei em
participar do estudo .
Pindamonhangaba,.........../.........../..........
.........................................
assinatura
.........................................
testemunha
............................................
pesquisador
64
APÊNDICE 3
Foto do sistema de coleta de dados.
Foto da técnica de estimulação vibroacústica
65
13. ANEXOS
66
ANEXO 1
PARECER DA COMISSÃO DE ÉTICA MÉDICA
67
68
69
14. AGRADECIMENTOS FINAIS
Bem, hoje é o dia de voltar o filme e recomeço agradecendo.
•
Primeiramente, à Univap , que considero o meu manto que me acolheu e
deu a oportunidade de desenvolver o meu trabalho, me fez evoluir no dia a dia
e fomos transformando sonho em realidade. Aqui fiz muitos amigos e agradeço
a toda a Univap em especial a família IP&D.
•
Aos amigos do Hospital Universitário de Taubaté representado pelo Prof.
Dr. Xenofont Mazzini, Prof Drª Valéria Tuffi, Dr. Gilberto de Abreu Victor, Dr.
Ailton A. Marchi, e todos que trabalham conosco no dia a dia.
•
A Drª Lucy no trabalho, na troca de informações e no aprendizado do dia
a dia.
•
Ao Dr. Gregório, na amizade e no apoio acadêmico.
•
As minhas irmãs que mesmo distantes sempre mantiveram o carinho e
apoio e em especial a minha irmã querida que partiu , mas deixou o exemplo
do aprender e ensinar, o meu muito obrigado.
•
Aos meus pais minha eterna gratidão por acreditar nos meus objetivos.
•
Aos meus companheiros de toda a minha caminhada: minha esposa e
filhos meu amor e carinho e o perdão pela ausência.
•
A Prof Drª Belén e sua memória fantástica, de onde saíram as primeiras
palavras de incentivo , quando me recebeu para a primeira aula de mestrado.
•
Ao Prof. Dr. Daniel pela simpatia, sempre quebrando o gelo nos
momentos tensos e sempre solidário.
70
•
Ao Prof. Dr. Corintio de renome nacional e internacional a quem devo
toda minha base obstétrica, desde os meus primeiros passos na medicina e a
quem sempre procurei me espelhar pela sua dignidade, postura acadêmica e
sua dedicação e contribuição à obstetrícia do Vale do Paraíba e do Brasil.
•
Ao Prof. Dr. Eder que me orientou durante todo nosso trabalho, que não
consigo qualificar e nem como me referir: amigo, irmão, talvez “o mais novo”,
como ele gosta, mas que aprendi a admirar como ser humano, pela humildade
e competência que contribui muito para a evolução daqueles que o procuram.
Como acredito que o aprendizado dura a vida toda e que DEUS ensina
através dos homens e se serve deles para que enxerguemos adiante.
Minha eterna gratidão por serem meus mestres Prof. Corintio, Prof.
Eder, Prof. Daniel, Profª Belén