Modelli gaussiani per la rappresentazione delle contrazioni uterine in cardiotocografia

L’analisi delle contrazioni uterine in gravidanza richiede una corretta identificazione per poter essere considerate dal personale medico nelle sue valutazioni. Lo scopo del lavoro è quello di costruire ed analizzare il modello matematico gaussiano che permetta di rappresentare le contrazioni uterine del tocogramma, segnale acquisito nell’esame cardiotocografico (CTG). In tutto il periodo della gestazione e in particolare nelle ultime delle quaranta settimane, è fondamentale monitorare il benessere materno-fetale ed individuarne il prima possibile ed in maniera chiara le possibili anomalie che possono verificarsi. Tra le problematiche da dover gestire, vi sono anche quelle legate allo studio dello stato fetale in relazione all’attività contrattile dell’utero materno, la quale risulta particolarmente intensa nello stadio delicato del travaglio di parto. Infatti, le contrazioni dell’utero si intensificano con l’avanzare della gravidanza caratterizzando così le diverse settimane gestazionali: si passa dalle contrazioni di Braxton Hicks irregolari, alle onde di Alvarez ben localizzate e, infine, alle contrazioni del travaglio durature ed intense. Il monitoraggio tramite CTG permette l’acquisizione simultanea sia della frequenza cardiaca fetale (FCF) e delle contrazioni uterine (CU) divenendo adatto allo studio delle anomalie fra i due segnali osservati. Ai fini di sviluppare un modello delle contrazioni, sono stati considerati 552 tracciati CTG contenuti nel database Physionet e le relative 552 annotazioni corrispondenti che riportano i dati degli eventi relativi alla FCF e alle CU. Due sono le procedure utilizzate per la costruzione del modello matematico gaussiano: la prima, basata sui parametri statistici di ciascuna contrazione, porta ad un modello dipendente dalla sua durata e dal massimo della pressione intrauterina registrata includendo gli errori d’acquisizione di inizio, fine e massimo valore della contrazione; la seconda procedura è basata invece sul metodo dei minimi quadrati, interpolando i punti con la curva gaussiana del modello. Per valutare la bontà dei modelli costruiti è stata effettuata un’analisi di correlazione: in entrambi i casi, è emersa una buona correlazione nella maggioranza dei casi rispetto al totale delle contrazioni uterine contenute nei tracciati in esame (i coefficienti di correlazione sono in media 0.6381 nel primo metodo e 0.7867 nel secondo metodo) ma confrontando i risultati delle due tipologie di tecniche si ottiene un migliore risultato di correlazione con il secondo modello, quello relativo al metodo dei minimi quadrati. Tuttavia, rimane ancora aperta la problematica relativa alla modellizzazione di alcune contrazioni. Il modello matematico e i risultati ottenuti possono comunque contribuire allo studio della rappresentazione delle contrazioni con risvolti sia nella pratica clinica, per l’interpretazione da parte di specialisti, sia in altre tipologie di applicazioni volte al miglioramento della gestione del periodo di travaglio e del parto stesso della gestante.