Niedostateczne zaopatrzenie płodu w składniki odżywcze związane z różnego stopnia niewydolnością jednostki matczyno-płodowej prowadzić może do wewnątrzmacicznego zahamowania wzrostu płodu oraz niedotlenienia (7). Wiąże się to często z wysokimi wskaźnikami ryzyka umieralności okołoporodowej. Efektem niedotlenienia w zależności od jego zaawansowania są zmiany redystrybucji przepływu krwi i różnego stopnia ograniczenie zużycia tlenu przez narządy obwodowe dla zapewnienia odpowiedniego utlenowania organów centralnych (tzw. efekt oszczędzania mózgu).

W okresie kilku ostatnich lat zostały rozwinięte techniki badań ultrasonograficznych oparte na zjawisku Dopplera (metoda fali ciągłej, pulsacyjnej, mapowanie przepływu – tzw. kolorowy Doppler) będące nieinwazyjnym narzędziem pomiaru przepływu krwi w naczyniach. Za ich pomocą można zobrazować kształt fali przepływu, który jest odzwierciedleniem objętości wyrzutowej serca, podatności ścian naczyń oraz oporu, jaki stawiają ściany naczyń przepływającej krwi. Kształt fali przepływu może też być opisany wskaźnikami liczbowymi, które obiektywizują badania lub prostszymi kryteriami takimi, jak obecność lub nieobecność fali przepływu rozkurczowego, czy odwrócenie fali przepływu w czasie rozkurczu. W związku z postępem dokonującym się w produkcji sprzętu ultrasonograficznego wskaźniki te można obecnie oceniać w coraz większej liczbie naczyń płodowych o coraz mniejszym kalibrze i trudniejszej lokalizacji. Są to zarówno naczynia tętnicze jak i ostatnio coraz powszechniej oceniane naczynia żylne. Najczęściej badaniom poddaje się: tętnice i żyłę pępowinową, tętnicę środkową mózgu, aortę zstępującą, przewód żylny, prawą żyłę wątrobową, żyłę główną górną i dolną, tętnicę nerkową czy nawet naczynia nadnerczy i naczynia kończyn (np. tętnica udowa) (4). Wewnątrzmaciczne zaopatrzenie płodu w podstawowe składniki odżywcze za pośrednictwem jednostki matczyno-płodowej odbywa się na drodze bardziej lub mniej złożonych mechanizmów biofizycznych. Najważniejszym objawem upośledzenia tego transportu jest spadek utlenowania krwi płodowej. Istnieją trzy podstawowe mechanizmy powodujące hipoksemię płodową: 1) upośledzenie przepływu macicznego krwi, 2) upośledzenie przepływu pępowinowego, 3) spadek zawartości tlenu we krwi tętniczej matki. Inne mechanizmy, jak na przykład anemia płodowa są stwierdzane względnie rzadko. Kiedy występuje jedno z wyżej wymienionych zjawisk płód stopniowo adaptuje się do przewlekle obniżonego ciśnienia parcjalnego tlenu najczęściej na drodze obniżenia aktywności oraz ograniczenia tempa wzrostu. W takich wypadkach wykazuje on redystrybucję przepływu krwi do ważnych życiowo organów. Jeśli hipoksja się utrzymuje wzrasta ilość erytrocytów w krążeniu płodowym, aktywuje się metabolizm beztlenowy i w efekcie pojawiają się zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej (kwasica metaboliczna). Ta kaskada zjawisk regulowana jest szeregiem para- i endokrynnych mechanizmów. Zmiany hemodynamiki płodu kontrolowane są przez ciśnienie parcjalne tlenu, dwutlenku węgla, aktywność alfa i betaadrenergiczną, system renina-angiotensyna, opioidy endogenne, prostaglandyny i inne niezidentyfikowane dotychczas czynniki.

Zapewnienie odpowiedniego utlenowania mózgu i mięśnia sercowego w czasie umiarkowanej hipoksji wymaga zwiększenia przepływu krwi do tych narządów i zachodzi równolegle z zanikaniem różnicy w zawartości tlenu między krążeniem tętniczym i żylnym płodu. Wymaga to utrzymania stałej objętości wyrzutowej serca, która w stanach nasilającej się hipoksji znacznie się obniża. W takich warunkach zaczyna się nasilać niedobór tlenu w komórkach mózgowych, dochodzi do zaburzeń autoregulacji przepływu mózgowego i pojawiają się cechy obrzęku mózgu. Zwiększa się ciśnienie wewnątrzczaszkowe i jeżeli zaburzenia te nie zostaną wyrównane dochodzi do nieodwracalnych uszkodzeń kory móz-gu.

Hipoksja płodu jest zatem łańcuchem następujących po sobie procesów biochemicznych i hemodynamicznych zachodzących w przeciągu określonego czasu, a zadaniem nowoczesnej diagnostyki perinatalnej powinno być jak najwcześniejsze wykrycie stanu zagrożenia. Stan taki może występować w szeregu patologii ciążowych takich, jak: nadciśnienie w ciąży, cukrzyca ciążowa, wewnątrzmaciczne zahamowanie wzrostu płodu, ciąża przeterminowana, przedwczesne odpłynięcie płynu owodniowego i inne.

Diagnostyka dopplerowska jest jedną z najnowocześniejszych nieinwazyjnych, stale rozwijających się metod oceny dobrostanu płodu. Metoda Dopplera pulsacyjnego i kolorowego mapowania naczyń są wzajemnie komplementarne i dają wartościowe informacje na temat charakterystyki przepływu krwi w coraz większej ilości naczyń płodowych. Każde dostępne temu badaniu naczynie ma charakterystyczny kształt fali przepływu, który może być modyfikowany w różnym stopniu wiekiem ciążowym oraz patologiami wikłającymi ciążę. Dla obiektywizacji jego badania wprowadzono szereg współczynników liczbowych takich, jak wskaźnik skurczowo-rozkurczowy (S/D), współczynnik pulsacji (PI) czy współczynnik oporu (RI).

Naczynie to uwidocznić można ustawiając wiązkę tak, jak do pomiaru wymiaru dwuciemieniowego i następnie przesuwając ją równolegle w kierunku doogonowym do poziomu podstawy czaszki, gdzie ukazują się przednie, środkowe i tylne doły czaszkowe. Tętnice środkowe mózgu uwidaczniają się jako naczynia przebiegające przy skrzydłach większych kości klinowych, pomiędzy przednimi i środkowymi dołami czaszki.

W normalnych warunkach tętnica środkowa mózgu jest naczyniem o dość niskiej oporności przez które w jednostce czasu przepływają duże objętości krwi i w którym maksymalna prędkość skurczowa przepływu rośnie wraz z wiekiem ciążowym (6).