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* Ces auteurs ont contribué à parts égales
Nous présentons un protocole pour la réalisation de l’imagerie électromyométriale (EMMI), comprenant les procédures suivantes : enregistrements multiples de capteurs d’électrodes d’électromyographie à partir de la surface du corps, imagerie par résonance magnétique et reconstruction du signal électrique utérin.
Au cours d’une grossesse normale, le muscle lisse utérin, le myomètre, commence à avoir des contractions faibles et non coordonnées à la fin de la gestation pour aider le col de l’utérus à se remodeler. Pendant le travail, le myomètre a des contractions fortes et coordonnées pour accoucher du fœtus. Diverses méthodes ont été développées pour surveiller les schémas de contraction utérine afin de prédire le début du travail. Cependant, les techniques actuelles ont une couverture spatiale et une spécificité limitées. Nous avons développé l’imagerie électromyométriale (EMMI) pour cartographier de manière non invasive l’activité électrique utérine sur la surface utérine tridimensionnelle pendant les contractions. La première étape de l’EMMI consiste à utiliser l’imagerie par résonance magnétique pondérée en T1 pour acquérir la géométrie corps-utérus spécifique au sujet. Ensuite, jusqu’à 192 électrodes de type broche placées à la surface du corps sont utilisées pour collecter les enregistrements électriques du myomètre. Enfin, le pipeline de traitement des données EMMI est réalisé pour combiner la géométrie corps-utérus avec les données électriques de la surface du corps afin de reconstruire et d’imager les activités électriques utérines sur la surface utérine. EMMI peut imager, identifier et mesurer de manière sûre et non invasive les régions d’activation précoce et les modèles de propagation dans l’ensemble de l’utérus en trois dimensions.
Cliniquement, les contractions utérines sont mesurées soit à l’aide d’un cathéter de pression intra-utérin, soit par tocodynamométrie1. Dans le cadre de la recherche, les contractions utérines peuvent être mesurées par électromyographie (EMG), dans laquelle des électrodes sont placées sur la surface abdominale pour mesurer les signaux bioélectriques générés par le myomètre 2,3,4,5,6,7. On peut utiliser les caractéristiques de magnitude, de fréquence et de propagation des sursauts électriques 8,9,10,11,12 dérivés de l’EMG pour prédire le début du travail chez les prématurés. Cependant, dans l’EMG conventionnel, l’activité électrique des contractions utérines n’est mesurée qu’à partir d’une petite région de la surface abdominale avec un nombre limité d’électrodes (deux13 et quatre 7,14,15,16 au centre de la surface abdominale et 64 17 à la surface abdominale inférieure). De plus, l’EMG conventionnel est limité dans sa capacité à étudier les mécanismes du travail, car il ne reflète que les activités électriques moyennes de l’ensemble de l’utérus et ne peut pas détecter les schémas spécifiques d’initiation et d’activation électriques sur la surface utérine pendant les contractions.
Un développement récent appelé imagerie électromyométriale (EMMI) a été introduit pour surmonter les lacunes de l’EMG conventionnel. EMMI permet une imagerie non invasive de l’ensemble de la séquence d’activation électrique du myomètre pendant les contractions utérines 18,19,20,21. Pour acquérir la géométrie corps-utérus, EMMI utilise l’imagerie par résonance magnétique (IRM) pondérée en T122,23,24, qui a été largement utilisée pour les femmes enceintes au cours de leurs deuxième et troisième trimestres. Ensuite, jusqu’à 192 électrodes de type broche placées à la surface du corps sont utilisées pour collecter les enregistrements électriques du myomètre. Enfin, le pipeline de traitement des données EMMI est réalisé pour combiner la géométrie corps-utérus avec les données électriques afin de reconstruire et d’imager les activités électriques sur la surface utérine21. EMMI peut localiser avec précision l’initiation des contractions utérines et les modèles de propagation de l’image pendant les contractions utérines en trois dimensions. Cet article a pour objectif de présenter les procédures EMMI et de démontrer les résultats représentatifs obtenus chez les femmes enceintes.
Toutes les méthodes décrites ici ont été approuvées par le Washington University Institutional Review Board.
1. Patchs de marqueurs, patchs d’électrodes et règles sans danger pour l’IRM (Figure 1)
2. IRM
REMARQUE : L’IRM est programmée à un âge gestationnel de 36 à 40 semaines, avant la date prévue de l’accouchement de la mère, déterminée en fonction de l’horaire du sujet et de la recommandation de son infirmière. La durée estimée de cette étape est de 2 h.
3. Cartographie de la bioélectricité et balayage optique 3D
REMARQUE : Effectuez une cartographie bioélectrique après que la sujette a été admise à l’unité de travail et d’accouchement et que son col de l’utérus s’est dilaté à environ 4 cm. La durée estimée de cette étape est de 2 h.
4. Génération de la géométrie corps-utérus
5. Prétraitement du signal électrique
6. Reconstruction et caractérisation du signal électrique utérin
Des patchs représentatifs de l’IRM et des patchs d’électrodes sont illustrés à la figure 1B, C, créés à partir du modèle illustré à la figure 1A. Le matériel de cartographie de la bioélectricité est illustré à la figure 1C, avec les connexions de chaque composant marquées en détail. La figure 2 montre l’ensemble de la procédure EMMI, y compris une IRM du sujet po...
L’électromyographie a indiqué que la fréquence et l’amplitude des signaux électriques utérins changent au cours de la période gestationnelle 2,16,25. Plusieurs études ont exploré les schémas de propagation utérine des contractions utérines chez les patientes en travail actif 10,17,26,27,28.
Y.W., A.G.C., P.C. et A.L.S. ont soumis la demande provisoire américaine n° 62/642 389 intitulée « System and Method for Noninvasive Electromyometrial Imaging (EMMI) » pour la technologie EMMI décrite dans ce travail. Y.W. est consultant scientifique pour Medtronic et bénéficie d’un financement de recherche des NIH.
Nous remercions Deborah Frank pour l’édition de ce manuscrit et Jessica Chubiz pour l’organisation du projet. Financement : Ce travail a été soutenu par la subvention du Centre March of Dimes (22-FY14-486), par des subventions du NIH/Institut national de la santé de l’enfant et du développement humain (R01HD094381 aux chercheurs principaux Wang / Cahill ; R01HD104822 aux chercheurs principaux Wang/Schwartz/Cahill), par des subventions de l’initiative sur les naissances prématurées du Burroughs Wellcome Fund (NGP10119 à l’enquêteur principal Wang) et par des subventions de la Fondation Bill et Melinda Gates (INV-005417, INV-035476 et INV-037302 à l’IP Wang).
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