Преэклампсия (ПЭ) является ведущей причиной материнской и перинатальной заболеваемости и смертности [1, 2]. Этиология ПЭ остается до конца не ясной, но в настоящее время признается, что нарушения в росте и развитии ворсин хориона и сопровождающая их васкуляризация играют важную роль в патогенезе заболевания. При ПЭ, как правило, нарушается физиологическая трансформация маточных спиральных артерий, возникающая под воздействием клеток цитотрофобласта, осуществляющих инвазию в миометрий [3]. Недостаточная трансформация маточных спиральных артерий и нарушение процесса глубокой плацентации возникают в большей степени при рано манифестирующей ПЭ, нежели при ПЭ при доношенной беременности [4]. Было сделано предположение, что ранняя и поздняя ПЭ являются разными патофизиологическими состояниями [5, 6].
Предпринимается множество попыток дифференцировать беременности высокого и низкого риска уже в первом триместре, когда возможно своевременное начало профилактических мероприятий, таких как назначение низких доз аспирина [7]. В силу гетерогенности ПЭ не существует единственного теста, который бы обладал достаточной предсказательной силой при его клиническом использовании. Поиск оптимальной скрининговой модели продолжается [8]. Предлагаемые модели включают в себя комбинированную оценку материнских сывороточных биомаркеров, эхографических маркеров [9, 10].
Наиболее изученным эхографическим методом прогнозирования ПЭ является пульсационный индекс маточных артерий (UtAPI), представляющий собой непрямой инструмент оценки плацентарной резистентности, связанной с неполной трансформацией спиральных артерий, и способный прогнозировать в первом триместре, как правило, тяжелые формы ПЭ с ранним началом [11]. С появлением в 2004 году трехмерной энергетической допплеровской (3DPD) ангиографии стала возможной прямая количественная оценка васкуляризации плаценты и миометрия, изучение ранних изменений в плацентарном ложе, включающем материнские спиральные артерии и межворсинчатое пространство [10, 12, 13]. Такие 3D-энергетические допплеровские индексы, как васкуляризационный индекс (VI), характеризующий долю кровеносных сосудов в области интереса; потоковый индекс (FI), отражающий количество частиц крови в сосудах области интереса; васкуляризационно-потоковый индекс (VFI), интегральный показатель, характеризующий количество частиц крови в области интереса, были использованы для оценки плацентарной перфузии [10]. Несмотря на существующие по данным литературы противоречия, представляется, что более низкие значения VI и VFI в первом триместре беременности являются наилучшими плацентарными индексами для раннего прогнозирования ПЭ [14–17]. Хотя данная технология показала многообещающие возможности, отсутствуют крупномасштабные исследования, которые валидировали бы ее использование для прогнозирования ПЭ [18].
Целью данного исследования была оценка эффективности прогнозирования ПЭ в первом триместре беременности на основе определения плацентарных сосудистых индексов (VI, FI, VFI) при 3DPD-ангиографии плацентарного ложа.
Материал и методы исследования
Данные для исследования были получены в ходе реализации проспективной скрининговой программы на неблагоприятные акушерские исходы у женщин, в которую они попадали с момента их первого посещения по поводу беременности клиники ФГБУ НМИЦ АГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России, Москва. Посещение клиники, проходившее в сроки с 11+0 по 13+6 недель беременности, включало в себя: 1) сбор сведений о материнских факторах риска и медицинском анамнезе [19]; 2) ультразвуковое исследование с анатомическим сканированием и измерением индексов васкуляризации, полученных при 3DPD-ангиографии плацентарного ложа (см. ниже), а также измерением UtAPI справа и слева в ходе 2D цветового допплеровского картирования и расчета среднего значения UtAPI [20]; 3) измерение среднего АД с помощью откалиброванного автоматического устройства и по стандартизированному протоколу [21], а также 4) измерение сывороточных концентраций плацентарного фактора роста (PlGF), плазменного протеина А, ассоциированного с беременностью (PAPP-A), свободной β-субъединицы человеческого хорионического гонадотропина (β-hCG) (DELFIA Xpress system, PerkinElmer Life and Analytical Sciences, Waltham, MA). Срок беременности определялся по значению копчико-теменного размера плода. Скрининг женщин проводился с сентября 2015 года по декабрь 2016 года, подписывалось информированное согласие на участие в исследовании, которое было одобрено Этическим комитетом учреждения.
Критериями включения в исследование были: одноплодные беременности, прохождение комбинированного скрининга в первом триместре на анеуплоидии и последующее рождение фенотипически нормального живого ребенка или антенатальная гибель в сроки ≥22 недели беременности. Критериями исключения служили: беременности с анеуплоидиями и крупные аномалии плода, а также прерывание беременности, случаи невынашивания или гибели плода до 22 недель беременности (рис. 1)
Данные об исходах беременностей собирались в ходе анализа историй родов пациенток, родоразрешенных в клинике Центра. На основе полученной информации были сформированы следующие группы: группа контроля (физиологическая беременность без развития гипертензивных расстройств во время беременности и задержки роста плода) и группа ПЭ (наличие протеинурии и артериальной гипертензии, потребовавших родоразрешения до 34 недель беременности – ранняя ПЭ и после 34 недель – поздняя ПЭ). ПЭ определялась в соответствии с рекомендациями Международного общества по изучению гипертензии при беременности и Российского общества акушеров-гинекологов [22, 23].
Ультразвуковое исследование проводилось только с использованием ультразвукового аппарата Voluson E8 Expert (GE Medical Systems, Milwaukee. WI), оснащенного 3D/4D конвексным датчиком RAB4-8-D с частотой 4–8 Мгц. В ходе исследования забирался 3D-объем плаценты. Для изучения объемов во всей толще плаценты, а также прилежащего децидуомиометрия использовался режим 3DPD. Идентичные энергетические преднастройки были использованы во всех случаях (angio mode: cent; smooth: 4/5; Frequency; normal quality; density: 7; enhance: 16; balance: 175; filter: 2; actual power: 100% dB; pulse repetition frequency: 0.9 kHz; gain color: -7.2 dB; wall motion filter: low1). Проводилась оценка VI, FI и VFI в субплацентарном миометрии с использованием режима виртуального компьютерного анализа (VOCAL) и опубликованной методики [24, 25] двумя исследователями, которые не имели доступа ко всем клиническим данным. Режим VOCAL использовался для последовательной оценки шести срезов плаценты, каждый с углом смещения 30 градусов от предыдущего положения, ротированного горизонтального как в плоскости А, так и в плоскости В. В каждом из шести срезов вручную очерчивался контур плаценты, при этом уделялось внимание исключению стенки матки. Субплацентарный объем миометрия обозначался под плацентой в пределах до 1 см вглубь, как было опубликовано ранее [16]. Васкуляризационные индексы плацентарного ложа автоматически рассчитывались с помощью программного обеспечения с обозначением площадей в каждом из шести срезов (рис. 2).
Для статистических одномерных сравнений между группами количественных и качественных переменных использовались U-тест Манна–Уитни и χ2-тест Пирсона или точный тест Фишера соответственно (уровень значимости p<0,05). Анализ эффективности скрининга по оценки вероятности событий проводился с помощью построения кривых операционных характеристик (ROC-анализ), при этом сравнивались области под ROC-кривыми различных моделей. Прогностические точности определялись для фиксированной частоты ложноположительных результатов 10%. Для анализа данных использовался пакет статистических программ SPSS 23.0 (IBM SPSS Statistics for Windows, Version 23.0), графическое представление данных выполнялось с помощью программного продукта MedCalc (MedCalc v.14.8.1, Mariakerke, Belgium).
Результаты исследования
В исследование были отобраны 736 пациенток (рис. 1). Из оставшихся после исключения 672 пациенток у 102 (15,1%) развилась ПЭ и у 570 (84,8%) беременность протекала без осложнений. Среди пациенток с ПЭ у 29 (28,4%) развилась ПЭ, потребовавшая родоразрешения до 34 недель. Новорожденные с массой тела при рождении ниже 10-й процентили для соответствующего срока беременности (плод малый для срока беременности, small for gestational age) были выявлены у 27 пациенток с ПЭ (26,4%) и 43 пациенток (7,5%) без осложнений беременности.
Демографическая характеристика, данные акушерского анамнеза в группе с ПЭ и без приведены в табл. 1. При 2D-допплерометрии значения среднего UtAPI значимо повышались (табл. 2). Все 3D-допплеровские индексы соответствовали распределению Гаусса, были значимо ниже у пациенток с последующим развитием ПЭ, в сравнении с беременными группы контроля. Табл. 2 иллюстрирует медианы, интерквартильный размах и диапазон значений UtAPI, VI, FI и VFI в группе ПЭ и в контрольной группе.
Табл. 3 и рис. 3 описывают и демонстрируют ROC-кривые для каждого из допплеровских параметров объемного кровотока и 2D-допплерометрии. Площадь под кривой (AUC) для прогнозирования с помощью VI, FI и VFI ранней ПЭ составила 0,738 (95% ДИ: 0,703–0,771); 0,675 (95% ДИ: 0,638–0,711); 0,546 (95% ДИ: 0,508–0,584) соответственно. Наблюдались значимые различия по этому параметру между 3D-параметром VI и 2D-параметром UtAPI.
Для 10% частоты ложноположительных результатов частота выявления всех случаев ранней и поздней ПЭ составила бы 48,3 и 27,4% при использовании VI; 37,9 и 27,4% для VFI; 10,3 и 8,2% для FI. В сравнении с этим частота выявления ранней ПЭ для UtAPI при такой же частоте ложноположительных результатов составила бы 37,9 и 19,2%. Хотя значения площади под кривыми при ROC-анализе кажутся более высокими для всех индексов при ранней ПЭ в сравнении со случаями ПЭ в целом, разница была статистически незначимой.
Обсуждение
В проспективном исследовании случай-контроль с участием женщин с одноплодными беременностями нами изучался новый эхографический метод оценки маточно-плацентарного циркуляторного пространства (плацентарного ложа) в первом триместре. Наиболее важной находкой данного исследования стало то, что оценка васкуляризации плацентарного ложа в конце первого триместра в ходе ультразвуковой ангиографии может дать важную информацию, касающуюся риска развития такого осложнения беременности, как ПЭ. Женщины с ПЭ в сравнении с женщинами при доношенной беременности без каких-либо осложнений имеют значимо более низкую субплацентарную васкуляризацию в первом триместре, выражающуюся в значимо более низких индексах васкуляризации (VI, VFI, FI) плацентарного ложа. Также значимые различия в индексах объемного кровотока были выявлены между случаями ранней и поздней ПЭ. Кроме того, было показано, что VI при 3D-энергетической допплеровской оценке плацентарного ложа в первом триместре более чувствителен по сравнению с UtAPI при 2D-допплерометрии.
Главное преимущество подхода по использованию 3D-энергетической допплерометрии состоит в возможности прямого, но неинвазивного изучения гемоваскулярных различий в ключевой области, ответственной за развитие ПЭ. При этом индексы васкуляризации (VI, VFI) субплацентарного региона в нашем исследовании были хорошими предикторами ПЭ в целом, даже в популяции с низкой распространенностью заболевания (2%). В отношении случаев поздней ПЭ при доношенном сроке беременности диапазон их значений был достаточно широк и, как правило, представлял гетерогенность патологического состояния.
Данное исследование обладало рядом ограничений. Первым из них является то, что наши данные ограничены 102 наблюдениями ПЭ, включая 29 случаев ранней ПЭ, в связи с чем мы не можем исключить ошибку 2-го рода в оценке ранней ПЭ в данном исследовании. Во-вторых, до последнего времени отсутствует универсальная стандартизация подхода по забору объема и настройке оборудования, в связи с чем могут возникнуть сложности с воспроизведением данной работы в других исследовательских группах. Тем не менее, по мнению ряда авторов [26, 27], при сохранении идентичных настроек между пациентами и между исследованиями можно добиться воспроизводимости результатов. В-третьих, известно, что интенсивность энергетического допплера снижается при увеличении расстояния от датчика и до объекта исследования, данный феномен называется ослабление сигнала. Как следствие этого такие переменные, как окружность живота и локализация плаценты, могут влиять на измеряемые показатели 3DPD. Данный аспект не был изучен в работе, и необходимо проведение дальнейших исследований для обоснования подобных моментов. В-четвертых, низкие дозы аспирина, начатые в первом триместре беременности у 14 женщин, могли оказать влияние на исходы, поскольку это ассоциировалось с улучшением допплеровских профилей маточных артерий, снижением частоты развития ПЭ, особенно ее тяжелых форм с ранним началом [7, 28, 29]. Вероятно, прогностическая ценность индексов васкуляризации плацентарного ложа могла быть недооценена в этих случаях. Наконец, существуют опасения в отношении использования энергетического допплеровского картирования в первом триместре беременности. Однако при использовании предложенной методики звуковые волны не направлены на плод, использование энергетического допплера в режиме оценки объема не превышает 10–15 секунд.
Результаты нашего исследования согласуются с данными Hafner и соавт. [16] и Demers и соавт [15], которые показали, что субплацентарная васкуляризация в первом триместре могла бы быть хорошим предиктором развития ПЭ, а также согласуются с данными Dar и соавт. [17], которые выявили более низкие индексы при трехмерной сферической биопсии в противоположность изучению всего субплацентарного региона. Мы остановились на использовании анализа всего объема плаценты и плацентарного ложа, в котором оценивались индексы объемного кровотока. Другие исследователи, изучающие маточно-плацентарное и межворсинчатое пространство в сроки с 5 до 12 недели беременности, использовали как автоматический забор объема [27], так и подход, основанной на биопсии сфер [17, 30]. Оба метода демонстрировали хорошую воспроизводимость среди одного или нескольких исследователей [27, 30].
Традиционно развитие осложнений беременности объяснялось нарушениями в ходе второй волны инвазии трофобласта в децидуа и спиральные артерии миометрия, которая происходит с 16-й недели беременности и далее. Результаты данного исследования говорят о важности первой волны инвазии трофобласта. Показатель VI, характеризующий васкуляризацию плацентарного ложа, оценивает количество сосудов в слое децидуомиометрия. Сниженное количество сосудов в плацентарном ложе может вести к снижению кровотока в плаценте в целом. Хотя существует огромное количество причин для развития беременностей высокого риска, представляется, что сниженный плацентарный кровоток является одной из ведущих причин таких осложнений. В норме происходит быстрое ремоделирование сосудов, вызванное инвазией трофобласта, с последующим изменением кровотока. Синцитиотрофобласт участвует в ремоделировании микрососудов материнского миометрия в синусоиды. Если происходит нарушение процессов трансформации сосудов в синусоиды, развития лакун, соединения синусоидов и лакун, то снижается кровоток, а следовательно, падают сосудистые индексы в слое децидуомиометрия. У многих женщин со сниженным VI плацентарного ложа развиваются различные типы тяжелых осложнений беременности.
Оценка васкуляризации плацентарного ложа в первом триместре с помощью ультразвуковой ангиографии дает ценную информацию в отношении беременных группы риска по развитию ПЭ. По нашим данным метод превосходит другие эхографические (допплерометрия маточных артерий) и биохимические (PAPP-A) методы оценки в первом триместре. Однако маловероятно, что данный метод может быть использован в качестве изолированного теста. В то же время его комбинирование с биохимическими маркерами могло бы улучшить чувствительность и специфичность существующих скрининговых моделей, а также обеспечить лучшее понимание природы возникновения кровотока в плацентарном ложе и его значения при развитии осложнений беременности в связи с другими настораживающими находками.
Измерение плацентарного ложа с помощью 3D-энергетического допплера может легко проводиться во время сканирования в первом триместре при оценке воротникового пространства. К трудностям данного метода следует отнести то, что встроенный алгоритм расчета индексов васкуляризации претерпевает изменения в различных поколениях машин, приводя к различным результатам при выполнении измерений на различных ультразвуковых аппаратах. В случае если данные технические трудности удастся преодолеть, измерение васкуляризации плацентарного ложа может обеспечить специалистов ранней и эффективной информацией об относительном риске развития тяжелых осложнений у беременных и привести как к началу ранних профилактических мероприятий, так и к интенсификации наблюдения.
Заключение
Трехмерная энергетическая допплеровская ангиография выступает в качестве ценного неинвазивного инструмента изучения физиологических изменений, происходящих в плацентарном ложе в ранние сроки беременности. Во время первого триместра пациентки, у которых в последующем разовьется ПЭ, имеют более низкие допплеровские индексы объемного кровотока в этой ключевой области. Использование данной методологии обладает потенциалом для улучшения программы скрининга ПЭ в будущем, возможно, в комбинации с рядом прогностических маркеров. Сосудистые индексы, рассчитанные с помощью новых технологий, являются перспективным инструментом скрининга для прогнозирования ПЭ, однако требуется проведение дальнейшей оценки их роли в клинической практике.
