Зонд отслеживает состояние плода во время внутриутробной операции

Исследователи из Северо-Западного университета (Чикаго, США) разработали устройство, способное непрерывно отслеживать жизненно важные показатели плода в утробе матери. Мягкий и гибкий фетальный зонд может значительно повысить безопасность внутриутробных операций. Статья с описанием инструмента опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.

Внутриутробно проводятся операции для коррекции тяжелых врожденных пороков развития, таких как расщепление позвоночника (spina bifida), диафрагмальные грыжи, обструкции мочевыводящих путей, опухоли или синдром фето-фетальной трансфузии — серьезное осложнение многоплодной беременности, при котором кровоток у двух плодов существенно различается — один получает больше крови из-за анастомозов в плаценте. Операции могут выполняться уже на 15-й неделе беременности, и они успешно смягчают или даже предотвращают серьезные осложнения, такие как паралич ног и гидроцефалия при spina bifida.

Для операций в настоящее время обычно используются компактные инструменты, которые вводят через хирургические порты. Они называются фетоскопическими, так как проводятся под контролем фетоскопа. Это менее инвазивные подходы по сравнению с большими разрезами, они снижают риски, но затрудняют наблюдение за состоянием плода.

Сейчас во время внутриутробных операций врачи периодически измеряют частоту сердечных сокращений плода с помощью УЗИ, проводимого через брюшную стенку матери. Используют и другие подобные подходы, неинвазивные, но недостаточно точные. Новый зонд можно ввести через тот же порт, который сделан для проведения операции. Зонд контактирует с плодом и отслеживает не только ЧСС, но и вариабельность сердечного ритма, уровень кислорода и углекислого газа в крови, температуру. Более полная картина состояния плода делает операцию безопаснее.

В исследованиях на овцах зонд обеспечивал поступление точных данных даже при движении матки и плода во время операции. Авторы также выполнили лабораторную симуляцию человеческого плода в матки

Мягкие и гибкие датчики для мониторинга здоровья новорожденных, включая недоношенных в отделении интенсивной терапии, разрабатывают специалисты по биоэлектронике из Северо-Западного университета под руководством Джона Роджерса. В новой работе участвовали доктор Аймен Шаабан и другие сотрудники Детской больницы Энн и Роберта Лури в Чикаго. «Изначально доктор Шаабан обратился в нашу лабораторию с вопросом, можем ли мы адаптировать наши системы мониторинга жизненно важных показателей для недоношенных детей, чтобы применять их к плодам во время операции», — рассказывает Роджерс.

«Замедление сердечного ритма плода может развиться внезапно и даже привести к полной остановке сердца», — говорит Аймен Шаабан. Плод уязвимее, чем ребенок после рождения, при этом возможности мониторинга его состояния ограничены.

Для оптимизации формы, движения и контактных сил зонда разработчики использовали компьютерное моделирование. Диаметр зонда всего в три раза превышает диаметр волоса. Его вводят через стандартный порт (трубку), используемую в фетоскопической хирургии; дополнительные разрезы не нужны. Мягкие роботизированные приводы позволяют хирургу точно направлять и позиционировать зонд. К коже плода его плотно прижимают миниатюрные баллоны, заполняемые физиологическим раствором. Нить также способна управляемо изгибаться.

Зонд несет миниатюрные датчики для измерения сердечного ритма плода, насыщения крови кислородом и температуры. Все данные он передает беспроводным способом на монитор в режиме реального времени.

«Когда беременной женщине требуется внутриутробная операция, она очень доверяет своим врачам, рассчитывая на их безопасность, — говорит Аймен Шаабан. — Если мы сможем вселить в нее больше уверенности в том, что с ее ребенком все будет хорошо, это будет лучше для всех».

Трое детей родились после комбинированной терапии spina bifida в США