Methodological and pathophysiological aspects of the non-invasive cardiovascular profile in gestation-induced hypertensive diseases

Abstract

Gestation induced hypertensive disorders are complications with potentially important foetal and maternal morbidity, however no clear pathophysiological mechanisms are known. Recent research has shown that the role of the maternal cardiovascular system, and the venous compartment in particular, may be much more important in the pathophysiology of preeclampsia than considered today. To explore this cardiovascular system in an inexpensive, easy and safe way, this thesis evaluated different non-invasive techniques. Venous Doppler imaging and impedance-based techniques are shown to be useful in the field of obstetrics under well-defined and standardized circumstances when patient-specific conditions are taken into account. This thesis described a ‘maternal cardiovascular profile’ which is based on the evaluation of three fundamental compartments of the cardiovascular system: the heart, arteries and the veins. We showed that this cardiovascular profile distinguishes between different types of hypertensive gestational complications: non-proteinuric gestational hypertension is primarily an arterial dysfunction, whereas venous maladaptation comes along when significant proteinuria occurs. However, we also found crucial differences within the group of preeclamptic patients, defining two different pathophysiological mechanisms: a severe presentation – previously described as early onset preeclampsia – which presents as overall cardiovascular maladaptation with important maternal venous dysfunction as a critical factor, and a mild presentation – previously described as late onset preeclampsia – in which individual maternal factors have an important role to play and therefore defined as ‘maternal preeclampsia’. One of these maternal factors may be intra-abdominal pressure. Measurement of intra-abdominal pressure is troubled by important methodological problems. The maternal cardiovascular profile obtained with non-invasive techniques, seemed promising to use in clinical settings and enables to study a patient-tailored work-up.

Zwangerschap-geïnduceerde hypertensieve ziekten zijn ernstige complicaties met potentieel belangrijke negatieve gevolgen voor de baby. Ondanks hun frequente voorkomen is het achterliggende mechanisme van deze groep aandoeningen nog steeds onduidelijk. Het is gekend dat het hart en slagaders zich aanpassen in de loop van de zwangerschap om te kunnen beantwoorden aan de veranderende hemodynamische behoefte van het zwangere lichaam met haar ongeboren vrucht. Recent onderzoek toonde aan dat ook de aders fundamentele veranderingen ondergaan en een belangrijke rol spelen in de zwangerschapsfysiologie. Om deze cardiovasculaire parameters eenvoudig, veilig en betrouwbaar te kunnen meten in een klinische setting, werden in deze thesis verschillende niet-invasieve technieken bestudeerd en op punt gesteld. Impedantie-gebaseerde technieken bleken betrouwbaar te zijn om hartminuutvolume, aortaflowparameters en vochthuishouding op te meten tijdens de zwangerschap. Herhaalde Doppler metingen gekoppeld aan een elektrocardiogram bleek een uitstekende techniek te zijn om de tonus van de aders in kaart te brengen, waarbij er rekening dient te worden gehouden met patiënt-specifieke condities die het Doppler resultaat kunnen beïnvloeden. Deze thesis bundelde de functionele niet-invasieve evaluatie van drie cardiovasculaire componenten (hart, slagaders en aders) in een ‘maternaal cardiovasculair profiel’ wat ons in staat stelt verschillende types van zwangerschaps-geïnduceerde hypertensieve aandoeningen van elkaar te onderscheiden. We toonden aan dat alle types van zwangerschap-geïnduceerde hypertensie voornamelijk gepaard gaat met afwijkingen ter hoogte van hart en slagaders, terwijl er enkel bij preeclampsie ook foutieve aanpassingen van de aders een belangrijke factor zijn. Preeclampsie kent twee verschillende vormen: een ernstige vorm waarbij er zeer uitgesproken afwijkingen zijn ter hoogte van het aderlijke systeem – vermoedelijk veroorzaakt door een zieke vaatwand - en een minder uitgesproken vorm waarbij de werking van de aders vermoedelijk door maternale factoren wordt verstoord. Buikdruk is mogelijk zulke belangrijke verstorende maternale factor, maar de techniek om deze te meten vraagt zeker nog verdere oppuntstelling. Deze thesis toont aan dat het maternale cardiovasculaire profiel een bruikbare methode is om zwangerschaps-geïnduceerde hypertensieve aandoeningen klinisch te benaderen, en tevens toelaat om nieuwe, alternatieve behandelingen te bestuderen.