Foetal Morbidity Depending on the Day and Time of Delivery.

Introduction It is known that perinatal mortality is increased with births at night and at the weekend. The aim of the study was to investigate whether there is also an association between the time of delivery (weekday, night, weekend) and perinatal morbidity. Material and Methods All births at Hannover Medical College between 2000 and 2014 were included in a retrospective data analysis. Multiple births, primary sections, severe foetal malformations and intrauterine deaths were not included. A 5-minute Apgar score ≤ 5 and cord arterial pH < 7.10 were defined as perinatal morbidity. Besides the time of delivery, different variables that are regarded as risk factors for increased perinatal morbidity were studied. Univariate logistical regression analysis was performed, followed by multivariate analysis. Results 18 394 deliveries were included in the study. Pathological prepartum Doppler, medical induction of labour and delivery at night and/or at the weekend significantly increased the probability of an Apgar score ≤ 5 after 5 minutes. The probability that a child will have cord arterial pH < 7.1 post partum is significantly increased with a BMI > 25 before pregnancy, primiparity, medical induction of labour, peripartum administration of oxytocic agents, when the delivery took place at night and weekend combined, but also when the delivery took place at night or at the weekend/on a public holiday. Multivariate regression analysis showed that a time of delivery at night and/or at the weekend or on a public holiday is not a prognostic factor for a 5-minute Apgar score ≤ 5 (p = 0.2377) but is a prognostic factor for cord arterial pH < 7.1 (p = 0.0252). Conclusion The time of delivery at night or at the weekend/on a public holiday increases the risk for cord arterial pH < 7.1 by ~ 30% compared with delivery on a weekday. However, the time of delivery at night or at the weekend/on a public holiday does not increase the risk for the baby of having a 5-minute Apgar score ≤ 5.

Introduction

In the 1970s and early 1980s, several studies were published that described an association between delivery at the weekend and increased perinatal mortality 1 ,  2 ,  3 . Fortunately, there has been a marked fall in foetal perinatal mortality to 5.2 – 5.4 affected children per thousand births in the last 60 years. In routine obstetric practice, foetal perinatal mortality is therefore a rare event today. Apart from mortality, however, foetal perinatal morbidity is now a central concern, especially due to perinatal asphyxia.

Hypoxic ischaemic encephalopathy (HIE) as a result of perinatal asphyxia is regarded worldwide as one of the main reasons for foetal mortality and morbidity 4 . The reported incidence is 2 – 3 per 1000 live births in industrialised countries and up to 15 per 1000 live births in developing countries 5 ,  6 . It is assumed that 23% of the 3.6 million peripartum deaths annually worldwide are a result of perinatal asphyxia 4 ,  7 .

The majority of children who have suffered perinatal hypoxia recover rapidly and do not develop any neurological abnormalities. The proportion of children with HIE can develop neurological abnormalities of varying degree, which affect motor function, sensory function, cognition or behaviour 8 . There may be cerebral palsy, mental retardation, epilepsy, impaired hearing or only minimal behavioural abnormalities 9 .

The standard procedure is to assess the newborn baby directly post partum using the Apgar score and exclude perinatal asphyxia by performing blood gas analysis on the placental artery and placental vein. The Apgar score awards 0 – 2 points for the following five criteria: colour, heart rate, reflexes, tone and breathing. The Apgar score is measured and recorded after one, five and ten minutes. The best possible score is 10 points and the worst is 0 points. An Apgar score of 7 – 10 is regarded as normal. A persistent Apgar score of 0 – 3 correlates with increased perinatal mortality 10 ,  11 . However, its predictive value as regards impaired cognitive function is controversial 12 . The Apgar score cannot provide evidence or exclusion of foetal hypoxia. This requires blood gas analysis from the umbilical cord artery as soon as possible post partum. Conclusions about the babyʼs metabolic status can then be drawn from the cord arterial pH and base excess. Measurement of the cord arterial pH is accepted as an objective criterion for assessing the newborn babyʼs condition 13 . Cord arterial pH > 7.20 is normal. A level between 7.20 and 7.10 is described as mild acidosis, which does not lead to any subsequent neurological problems if corrected normally. Cord arterial pH between 7.10 and 7.00 is moderate and below 7.00 is severe acidosis. Cord arterial pH below 7.00 is regarded in many studies as the critical threshold where foetal mortality and morbidity increase sharply 14 .

The aim of our study was to investigate whether there is an association between the time of delivery and perinatal morbidity in a university hospital.

Material and Methods

Study design

All deliveries in Hannover Medical College from 01.01.2000 to 31.08.2014 were included in this retrospective analysis. Births with the following criteria were excluded: primary sections, obviously faulty data, twin datasets, higher multiple births, delivery outside the hospital, severe foetal malformations, late abortions and intrauterine death. A 5-minute Apgar score ≤ 5 and cord arterial pH < 7.10 were defined as surrogate markers for perinatal morbidity.

A service model with a doctor on call for 24 h starting at 7.30 h was used in the gynaecology department of Hannover Medical College throughout the study period. Midwives worked in shifts throughout the study period. The time of delivery was classified as follows according to staffing schedules:

Weekday delivery: from Monday 07.00 h to Friday 18.00 h

Weekend delivery: from Friday 18.00 h to Monday 07.00 h

Delivery during the day: from 07.00 h to 18.00 h

Delivery at night: from 18.00 h to 07.00 h

Public holidays were treated as weekend

In addition, the following variables, which are published risk factors for increased perinatal morbidity, were studied:

BMI > 25 prior to pregnancy

Weight gain > 20 kg during pregnancy

Primiparity

Medical induction of labour

Administration of oxytocic agents during the birth, usually oxytocin

Prepartum maternal age > 35 years

Prepartum pathological foetal Doppler

Statistical analysis

The data were analysed statistically using Microsoft Excel (Microsoft, Seattle, WA, USA) and Analyse-it for Microsoft Excel (Analyse-it Ltd., Leeds, GB). The analysis referred to two target variables: cord arterial pH post partum and Apgar score after 5 minutes. Univariate logistical regression analysis was performed with one independent variable and one dependent variable (pH or Apgar). In addition to the time of delivery (day vs. night, weekday vs. weekend/public holiday, weekday during the day vs. at night and weekend/public holiday) the variables listed above were studied.

This was followed by multivariate analysis using the parameters that have a significant influence on cord arterial pH < 7.1 or a 5-minute Apgar score ≤ 5.

Results

Of the 27 526 births that took place in the gynaecology department of Hannover Medical College from 01.01.2000 to 31.08.2014, 9132 were excluded because of the aforementioned criteria. This left 18 394 data sets.

Number of births with pathological Apgar and/or cord arterial pH

The cord arterial pH was < 7.1 in 504 of the 18 394 deliveries studied. This is equivalent to 2.74%. In 179 deliveries, the 5-minute Apgar score was ≤ 5, equivalent to 0.97% of the deliveries. Both a cord arterial pH < 7.1 and a 5-minute Apgar score ≤ 5 were recorded in 21 births, equivalent to 0.11%.

Distribution of number of deliveries according to time

8815 babies were born during the day (47.92%). 66.17% of the births (n = 12 172) took place on a weekday. A further distinction was made between weekdays during the day versus weekend and weekdays at night. 6566 deliveries took place during the day on a weekday. This is equivalent to 35.70% of the deliveries. 30.48% (n = 5606) of the babies were born at night on a weekday, 12.22% (n = 2249) during the day at the weekend and 21.6% (n = 3973) at night during the weekend. The time of delivery had no significant influence on the rate of secondary section and operative vaginal delivery. The decision-to-delivery intervals (DDI) too did not show any significant difference between the different times of delivery.

Percentage distribution of deliveries with a cord arterial pH < 7.1 or 5-min Apgar score ≤ 5 depending on the day and time of delivery

2.3% of the babies (n = 151) with a cord arterial pH < 7.1 and 0.79% (n = 52) with a 5-minute Apgar score ≤ 5 were born on a weekday during the day. The numbers were: 3.09% (n = 173) of babies born on a weekday at night had cord arterial pH < 7.1 and 1.07% (n = 60) had a 5-minute Apgar score ≤ 5 while 2.89% (n = 180) of babies born at the weekend had cord arterial pH < 7.1 and 1.08% (n = 67) had a 5-minute Apgar score ≤ 5 ( Fig. 1 ).

Fig. 1

 Percentage distribution of deliveries with a cord arterial pH < 7.1 or 5-min Apgar score ≤ 5 depending on the time of delivery on weekdays during the day, weekdays at night and at the weekend.

Distribution of the variables

The BMI of 6546 women was over 25 prior to pregnancy, corresponding to 35.59% of all cases. Weight gain of more than 20 kg during pregnancy was found in 2605 cases, equivalent to 14.16% of the births. 9267 of 18 394 births were to primigravidae (50.38%). Labour was induced medically in 30.23%, corresponding to 5560 deliveries. Oxytocic agents were given during 4949 births, corresponding to 26.90%. The motherʼs age at delivery was ≥ 35 years in 4301 cases (23.38% of all births). 161 foetuses had a prepartum pathological Doppler, corresponding to 0.88% of births.

Table 1 shows the distribution of the variables in the different times of delivery.

Table 1  Distribution of the variables in the different times of delivery, weekdays during the day, weekdays at night and at the weekend.

Variable	Weekday day (n = 6566)	Weekday night (n = 6222)	Weekend (n = 5606)
BMI > 25 prior to pregnancy	36.32% (n = 2385)	31.68% (n = 1971)	39.06% (n = 2190)
Primiparity	48.75% (n = 3201)	45.72% (n = 2845)	57.46% (n = 3221)
Weight gain > 20 kg	14.03% (n = 921)	13.1% (n = 815)	15.5% (n = 869)
Medical induction of labour	25.85% (n = 1697)	31.85% (n = 1982)	33.56% (n = 1881)
Use of oxytocic agents	25.77% (n = 1692)	24.73% (n = 1539)	30.65% (n = 1718)
Maternal age ≥ 35 years	36.43% (n = 1567)	30.06% (n = 1293)	33.5% (n = 1441)
Pathological foetal Doppler	1.14% (n = 75)	0.69% (n = 43)	0.77% (n = 43)

Variables influencing a 5-min Apgar score ≤ 5 in univariate analysis

Pathological Doppler pre partum and medical induction of labour significantly increased the probability of an Apgar score ≤ 5 after 5 minutes (p = 0.008; 95% CI 1.29 – 3.3 and p = 0.037; 95% CI 0.60 – 1.00 respectively). When the baby was born at night or at the weekend/on a public holiday, the probability of the baby having a postpartum Apgar score ≤ 5 after 5 minutes also increased significantly (p = 0.027; 95% CI 1.04 – 2.70). If the times of delivery at night (p = 0.29; 95% CI 0.91 – 1.38) and at the weekend/on a public holiday (p = 0.054; 95% CI 1.0 – 1.51) are considered separately, there was no significant probability. Maternal age over 35 years at delivery (p = 0.40; 95% CI 0.77 – 1.94), BMI over 25 prior to pregnancy (p = 0.11; 95% CI 1.0 – 1.07), weight gain of more than 20 kilograms during pregnancy (p = 0.052; 95% CI 0.43 – 1.05), primiparity (p = 0.63; 95% CI 0.78 – 1.17) and peripartum use of oxytocic agents (p = 0.36; 95% CI 0.70 – 1.14) had no influence on an Apgar score ≤ 5 after 5 minutes ( Table 2 ).

Table 2  Univariate analysis of the variables influencing a 5-min Apgar ≤ 5.

Variable	Odds ratio	95% CI	p
Age at delivery > 35 years	1.223	0.7718 – 1.939	0.3982
BMI > 25 prior to pregnancy	1.032	0.9945 – 1.071	0.1087
Weight gain > 20 kg during pregnancy	0.671	0.4268 – 1.054	0.0517
Pathological Doppler	2.061	1.290 – 3.295	0.0079
Primiparity	0.951	0.7748 – 1.168	0.6317
Medical induction of labour	0.774	0.6010 – 0.9966	0.0374
Peripartum use of oxytocic agents	0.895	0.7014 – 1.143	0.3648
Delivery at night	1.119	0.9096 – 1.377	0.2852
Delivery at night or at the weekend/ on public holidays	1.670	1.041 – 2.679	0.0271
Delivery at the weekend	1.228	0.9988 – 1.510	0.0542

Variables influencing cord arterial pH < 7.10 in univariate analysis

The probability of a baby having a cord arterial pH below 7.1 post partum was significantly increased if the mother had a BMI over 25 prior to pregnancy (p = 0.03; 95% CI 1.02 – 1.48), when it was the motherʼs first delivery (p < 0.0001; 95% CI 1.4 – 1.7), after medical induction of labour (p < 0.0001, 95% CI 1.10 – 1.32), with peripartum use of oxytocic agents (p < 0.0001; 95% CI 1.33 – 1.6), when the delivery was at night (p = 0.013; 95% CI 1.02 – 1.23), at the weekend (p = 0.043; 95% CI 0.91 – 1.25) and when the delivery was at night or at the weekend/on a public holiday (p = 0.0057; 95% CI 1.08 – 1.59). The variables maternal age over 35 years at delivery (p = 0.29; 95% CI 0.71 – 1.11), weight gain of more than 20 kilograms during pregnancy (p = 0.32; 95% CI 0.94 – 1.22) and pathological Doppler prepartum (p = 0.11; 95% CI 0.95 – 1.96) had no influence on cord arterial pH < 7.1 ( Table 3 ).

Table 3  Univariate analysis of the variables influencing cord arterial pH < 7.1.

Variable	Odds ratio	95% CI	p
Age at delivery > 35 years	0.8922	0.7129 – 1.107	0.2948
BMI > 25 prior to pregnancy	1.228	1.021 – 1.477	0.0300
Weight gain > 20 kg during pregnancy	1.069	0.9393 – 1.217	0.3195
Pathological Doppler	1.366	0.9536 – 1.957	0.1129
Primiparity	1.543	1.401 – 1.699	< 0.0001
Medical induction of labour	1.208	1.102 – 1.323	< 0.0001
Peripartum use of oxytocic agents	1.453	1.329 – 1.590	< 0.0001
Delivery at night	1.120	1.024 – 1.225	0.0125
Delivery at night or at the weekend/ on public holidays	1.308	1.078 – 1.586	0.0057
Delivery at the weekend	1.067	0.9078 – 1.253	0.0433

Multivariate analysis for a 5-min Apgar score ≤ 5

Multivariate regression analysis was performed with the variables described above (pathological foetal Doppler, medical induction of labour and time of delivery at night and/or at the weekend/on a public holiday) that significantly increased the probability for a 5-min Apgar score ≤ 5. This did not show any significant association (p = 0.238). The time of delivery at night and/or at the weekend/on a public holiday is therefore not a prognostic factor for a 5-min Apgar score ≤ 5.

Multivariate analysis for cord arterial pH < 7.10

Multivariate regression analysis was performed with the variables (BMI over 25 prior to pregnancy, primiparity, medical induction of labour, peripartum use of oxytocic agents) that significantly increase the probability for cord arterial pH < 7.10. This showed that the time of delivery (at night and/or at the weekend/on a public holiday) is a prognostic factor for birth of a baby with cord arterial pH < 7.10 (p = 0.025).

Discussion

In this study we investigated whether foetal morbidity is dependent on the time of delivery in a German university hospital. The result we obtained was that the time of delivery at night or at the weekend/on a public holiday increases the risk for cord arterial pH < 7.10 by 30% compared with delivery on a weekday. However, the time of delivery at night or at the weekend/on a public holiday does not increase the babyʼs risk for a 5-minute Apgar score ≤ 5.

This discrepancy, that the time of delivery at night or at the weekend/on a public holiday increases the risk for cord arterial pH < 7.10 but not for a 5-minute Apgar score ≤ 5, is consistent with various studies that have shown a low correlation between Apgar score and cord arterial pH 15 ,  16 ,  17 .

There are a few studies that see an association between foetal outcome and time of delivery. In a large cohort study in the US, it was clear that the probability of a 5-minute Apgar score < 7 was 11% higher on a quiet weekend and 29% higher on a busy weekend than on a quiet weekday 18 . Moreover, the study showed that delivery at the weekend increases the probability of admission of the baby to a neonatal intensive care unit and the probability of longer hospitalisation of the mother; in addition, the risk for neonatal seizures increases with delivery on a busy weekend 18 . Palmer et al. studied over 1 million deliveries in the UK 19 . Here, too, an association was shown between the day of delivery (weekday vs. weekend) and foetal and maternal outcome (increased perinatal mortality, increased rate of puerperal infections and increased rate of neonatal injuries) 19 . There are also a few analyses, however, which did not find this “weekend effect” 20 ,  21 ,  22 .

There have been various attempts to explain why both the foetal and the maternal outcome is poorer at night in many studies compared with deliveries during the day. A possible reason may be the hospital staffʼs sleep deficit. With regard to work performance, the sleep deficit can result in fatigue, impaired cognitive performance, delayed decision making, diminished psychomotor performance and worse mood, which is readily comprehensible for the reader and also well documented 23 ,  24 ,  25 . 24 hours without sleep lead to a reduction in cognitive performance comparable to a blood alcohol level of 100 mg/dl 26 . The data on the influence of doctorsʼ sleep deficit and long working hours on clinical outcome is controversial. One retrospective cohort study investigated whether complication rates are increased in operations performed by surgeons or gynaecologists who had been on duty the previous night 27 . Increased complication rates were found for surgeons when the possibility of sleeping was less than six hours. Seen overall, however, an increased complication rate was not found 27 . This is consistent with a retrospective analysis of cardiac surgery procedures, some of which were performed by surgeons who had been on duty the night before and some by surgeons who had not had to work the previous night 28 . No difference in complication rates was found 28 . In a study published by Gawande et al. on operative complications, fatigue or strain was reported by surgeons as the third most frequent cause for mistakes 29 . Various studies about the performance of surgeons in laparoscopic simulation during and after a 24-hour shift arrived at different results. Some showed a deterioration in performance 30 ,  31 ,  32 ,  33 ,  34 . Two studies showed an improvement, however 35 ,  36 , whereas no difference was found in three further studies 37 ,  38 ,  39 .

The degree of reduction in performance as a result of fatigue and lack of sleep differs greatly individually 40 ,  41 ,  42 . The causes are considered to be specific personal sensitivity to sleep deficit, the individual degree of alertness, the individual quantity of sleep required to feel fully rested and the individual timing of the sleep-wake rhythm 43 .

Reduced cognitive performance can also arise due to sleep inertia. Sleep inertia signifies the physiological status of reduced cognitive performance and sensorimotor performance directly after waking. This reduced performance can last between 3 and 10 minutes 44 , and effects on performance were still found after two hours in one study 45 . Other studies are lacking, however, especially on the effects on routine clinical work, for example during 24-hour duty periods in which there was sleep.

Possibly, reinforced training (e.g., team training) and electronic systems (e.g., CTG monitoring equipment) are suitable to reduce these human limitations. There are no studies of this.

The “weekend effect” must be discussed in a further attempt to explain poorer foetal and maternal outcome at the weekend. There have been a few studies from different specialties and countries showing that patient mortality is increased when they are admitted to hospital at the weekend compared with admission on a weekday 46 ,  47 . It is suggested that the weekend effect is due particularly to poorer medical care. Fewer staff work at the weekend than on weekdays 48 ,  49 ,  50 . The staff on duty are often younger and less experienced 51 ,  52 .

To put the validity of many of the aforementioned studies into perspective, it should be noted that many of them are retrospective analyses, which obtained their data from the hospitalsʼ coding systems 46 ,  47 ,  53 ,  54 . It is well known, however, that coding is often incorrect, especially with emergency admissions 55 ,  56 .

Chronobiological mechanisms must also be considered as a further possible cause for a poorer foetal outcome at night. The physiological onset of labour is often between midnight and 2 a. m. Ruffieux et al. showed that this correlates with delivery in the course of the forenoon with a normal birth weight and good foetal outcome 57 .

Other studies indicate that the duration of labour and mode of delivery are dependent on the motherʼs sleep quality and quantity before the birth. Mothers who had little sleep or frequent sleep interruptions had significantly longer labours and more frequent sections 58 ,  59 .

Moreover, according to Lindow et al., the concentration of oxytocin in maternal blood is higher at night than during the day 60 . What effects this has on the course of labour is unknown, however. Caughey et al. discussed whether non-symptom-guided use of oxytocin at night might lead rather to uterine hyperstimulation with the risk of foetal asphyxia 20 .

Conclusion for Practice

Even though the study showed that the time of delivery at night, at the weekend or on public holidays increases the risk for cord arterial pH < 7.10, the clinical relevance of this finding is not high. The reason is, on the one hand, that a low cord arterial pH per se is a rare event (2.74% of all births) and, on the other hand, that this is followed by increased perinatal morbidity only in very few cases. It is nevertheless important for the obstetric team to be aware of the risk for a possibly poorer foetal outcome at night, at the weekend or on public holidays so as to minimise any possible causal factors that can be influenced.

Einleitung

Ende der 1970er-Jahre und Anfang der 1980er-Jahre wurden einige Studien veröffentlicht, die einen Zusammenhang zwischen einer Entbindung am Wochenende und einer erhöhten perinatalen Mortalität beschrieben 1 ,  2 ,  3 . Erfreulicherweise kam es in den letzten 60 Jahren zu einem deutlichen Rückgang der fetalen perinatalen Mortalität auf 5,2 – 5,4 betroffene Kinder pro tausend Geburten. Im geburtshilflichen Alltag ist die fetale perinatale Mortalität daher heute ein seltenes Ereignis. Neben der Mortalität steht heute jedoch die fetale perinatale Morbidität im Zentrum, insbesondere bedingt durch eine perinatale Asphyxie.

Hypoxisch-ischämische Enzephalopathie (HIE) als Folge von perinataler Asphyxie gilt weltweit als einer der Hauptgründe für fetale Mortalität und Morbidität 4 . In Industrienationen wird eine Inzidenz von 2 – 3 auf 1000 Lebendgeburten angegeben, in Entwicklungsländern von bis zu 15 auf 1000 Lebendgeburten 5 ,  6 . Man geht davon aus, dass 23% der weltweit jährlich 3,6 Millionen peripartalen Todesfälle eine Folge perinataler Asphyxie sind 4 ,  7 .

Der Großteil der Kinder, die eine perinatale Hypoxie erlitten haben, erholt sich rasch und entwickelt keine neurologischen Auffälligkeiten. Der Anteil der Kinder, die an einer HIE erkrankt sind, kann neurologische Auffälligkeiten unterschiedlichen Grades ausbilden, welche die Motorik, Sensorik, Kognition oder das Verhalten betreffen 8 . Es kann zu einer Zerebralparese, einer mentalen Retardierung, Epilepsie, Schwerhörigkeit oder aber auch nur zu minimalen Verhaltensauffälligkeiten kommen 9 .

Zur Beurteilung des Neugeborenen direkt postpartal und zum Ausschluss einer perinatalen Asphyxie ist es Standard, eine Blutgasanalyse aus einer Plazentaarterie und der Plazentavene sowie eine Beurteilung des Neugeborenen mithilfe des Apgar-Scores durchzuführen. Der Apgar-Score ist ein Punktesystem, bei dem die folgenden 5 Kriterien Kolorit, Herzfrequenz, Reflexe, Tonus und Atmung mit 0 – 2 Punkten bewertet werden können. Der Apgar-Score wird jeweils nach 1, 5 und 10 Minuten bestimmt und dokumentiert. Die bestmögliche Punktzahl sind 10 Punkte, die schlechteste 0 Punkte. Ein Apgar-Wert von 7 – 10 Punkten gilt als normal. Ein persistierender Apgar-Wert von 0 – 3 korreliert mit einer erhöhten perinatalen Mortalität 10 ,  11 . Sein Vorhersagewert bezüglich kognitiver Funktionseinschränkungen ist allerdings umstritten 12 . Ein Beweis oder ein Ausschluss einer fetalen Hypoxie kann mit dem Apgar-Score nicht erfolgen. Hierzu muss eine Blutgasanalyse aus der Nabelschnurarterie möglichst zeitnah post partum erfolgen. Anhand des NapH-Wertes und des Basenüberschusses können dann Rückschlüsse auf die Stoffwechselsituation des Kindes gezogen werden. Die Bestimmung des NapH-Wertes gilt als objektives Kriterium zur Zustandsbeurteilung des Neugeborenen 13 . Ein NapH-Wert von > 7,20 ist normal. Bei einem Wert zwischen 7,20 und 7,10 spricht man von einer leichten Azidose, die bei unauffälliger Anpassung zu keinen neurologischen Folgeproblemen führt. Ein NapH-Wert zwischen 7,10 und 7,00 gilt als mittelgradige, unter 7,00 als schwergradige Azidose. Als kritische Schwelle wird in vielen Studien ein NapH-Wert unterhalb 7,00 gesehen 14 . Hierbei steigen die fetale Mortalität und Morbidität stark an.

Das Ziel unserer Studie ist es zu untersuchen, ob ein Zusammenhang zwischen dem Zeitpunkt der Entbindung und perinataler Morbidität an einem Universitätsklinikum besteht.

Studiendesign

In dieser retrospektiven Analyse wurden sämtliche Geburten in der Medizinischen Hochschule Hannover vom 01.01.2000 bis 31.08.2014 berücksichtigt. Nach den folgenden Kriterien wurden Geburten ausgeschlossen: primäre Sectiones, offensichtlich fehlerhafte Daten, Zwillingsdatensätze, höhergradige Mehrlinge, Geburt außerhalb der Klinik, schwere fetale Fehlbildungen, Spätaborte und intrauteriner Fruchttod. Als Surrogatmarker für perinatale Morbidität wurde ein 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5 sowie ein Nabelarterien-pH-Wert < 7,10 definiert.

In der Frauenklinik der Medizinischen Hochschule Hannover wurde über den gesamten Studienzeitraum ein Dienstmodell mit ärztlichem 24-h-Bereitschaftsdienst, jeweils um 7:30 Uhr beginnend, genutzt. Bezüglich der Hebammentätigkeit lag über den gesamten Studienzeitraum Schichtdienst vor. Der Entbindungszeitpunkt wurde entsprechend der Personaleinsatzpläne folgendermaßen unterteilt:

Entbindungszeitpunkt Werktag: von Montag 07:00 Uhr bis Freitag 18:00 Uhr

Entbindungszeitpunkt Wochenende: von Freitag 18:00 Uhr bis Montag 07:00 Uhr

Entbindungszeitpunkt tagsüber: von 07:00 Uhr bis 18:00 Uhr

Entbindungszeitpunkt nachts: von 18:00 Uhr bis 07:00 Uhr

Feiertage wurden wie Wochenende gewertet

Des Weiteren wurden folgende Einflussvariablen untersucht, die publizierte Risikofaktoren für erhöhte perinatale Morbidität sind:

BMI > 25 vor der Schwangerschaft

Gewichtszunahme > 20 kg während der Schwangerschaft

Primiparität

medikamentöse Geburtseinleitung

Gabe von Wehenmittel unter der Geburt, in aller Regel wurde hierbei Oxytocin verwendet.

Alter der Mutter präpartal > 35 Jahre

pathologischer fetaler Doppler präpartal

Statistische Auswertung

Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mittels Microsoft Excel (Microsoft, Seattle, WA, USA) und Analyse-it for Microsoft Excel (Analyse-it ltd., Leeds, GB). Die Analyse bezog sich auf 2 Zielvariablen: NapH-Wert postpartal und Apgar-Wert nach 5 Minuten. Es wurde eine univariate logistische Regressionsanalyse mit jeweils einer unabhängigen Einflussvariablen und einer abhängigen Variablen (pH-Wert oder Apgar) durchgeführt. Neben dem Entbindungszeitpunkt (Tag vs. Nacht, Werktag vs. Wochenende/Feiertag, Werktag tagsüber vs. nachts und Wochenende/Feiertag) wurden oben genannte Einflussvariablen untersucht.

Anschließend wurde eine multivariate Analyse mit den Parametern durchgeführt, die einen signifikanten Einfluss auf einen NapH < 7,1 oder einen 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5 haben.

Ergebnisse

Von den 27 526 Geburten, die in der Frauenklinik der Medizinischen Hochschule Hannover vom 01.01.2000 bis zum 31.08.2014 erfolgt sind, wurden 9132 aufgrund oben genannter Kriterien ausgeschlossen. Es verblieben 18 394 Datensätze.

Anzahl der Geburten mit pathologischem Apgar und/oder NapH

Von den insgesamt 18 394 untersuchten Geburten lag bei 504 Geburten ein NapH-Wert < 7,1 vor. Dies entspricht einem Prozentsatz von 2,74%. Bei 179 Geburten lag der 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5, entsprechend 0,97% der Geburten. Sowohl ein NapH < 7,1 als auch ein 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5 wurde bei 21 Geburten dokumentiert, entsprechend 0,11%.

Verteilung Geburtenzahlen nach Uhrzeit

8815 Kinder wurden tagsüber geboren (47,92%). An einem Wochentag erfolgten 66,17% der Geburten (n = 12 172). Zudem wurde unterschieden in Werktag tagsüber versus Wochenende und Werktag nachts. 6566 Geburten erfolgten tagsüber an einem Werktag. Dies entspricht 35,70% der Geburten. An einem Werktag nachts wurden 30,48% (n = 5606), am Wochenende tagsüber 12,22% (n = 2249) und am Wochenende nachts 21,6% (n = 3973) der Kinder geboren. Keinen signifikanten Einfluss der Geburtszeit gab es bei der Rate sekundärer Sectiones sowie vaginal-operativer Entbindungen. Auch die Entscheidung-Entbindungs-Zeiten im Rahmen von Notsectiones zeigten keinen signifikanten Unterschied zwischen den verschiedenen Zeitpunkten.

Prozentuale Verteilung der Geburten mit einem NapH < 7,1 oder einem 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5 in Abhängigkeit von Tag und Uhrzeit der Entbindung

An einem Werktag tagsüber kamen 2,3% der Kinder (n = 151) mit einem NapH-Wert < 7,1 und 0,79% (n = 52) mit einem 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5 zur Welt. An einem Werktag nachts waren es 3,09% (n = 173) und 1,07% (n = 60), und an einem Wochenende wurden 2,89% (n = 180) der Kinder mit einem NapH-Wert < 7,1 und 1,08% (n = 67) mit einem 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5 geboren ( Abb. 1 ).

Abb. 1

 Prozentuale Verteilung der Geburtenzahlen mit einem NApH-Wert < 7,1 oder einem 5-Minuten-Apgar ≤ 5 in Abhängigkeit vom Zeitpunkt der Entbindung werktags tagsüber, werktags nachts sowie am Wochenende.

Verteilung der Einflussvariablen

Bei 6546 Frauen lag der BMI vor der Schwangerschaft bei über 25, dies entsprach 35,59% aller Fälle. Eine Gewichtszunahme von mehr als 20 kg während der Schwangerschaft ließ sich in 2605 Fällen nachweisen, entsprechend 14,16% der Geburten. Bei 9267 von 18 394 Geburten wurde das erste Kind der Gravida geboren (50,38%). Bei 30,23%, dies entsprach 5560 Geburten, wurde eine medikamentöse Geburtseinleitung durchgeführt. Eine Gabe von Wehenmittel unter der Geburt erfolgte bei 4949 Geburten, entsprechend 26,90%. Bei 4301 Geburten lag das Alter der Mutter bei Entbindung ≥ 35 Jahre (23,38% aller Geburten). 161 Feten hatten präpartal pathologische Doppler, das entsprach 0,88% der Geburten.

Zur Verteilung der Einflussvariablen auf die unterschiedlichen Entbindungszeitpunkte siehe Tab. 1 .

Tab. 1  Verteilung der Einflussvariablen auf die unterschiedlichen Entbindungszeitpunkte werktags tagsüber, werktags nachts sowie am Wochenende.

Einflussvariable	Werktag – Tag (n = 6566)	Werktag – Nacht (n = 6222)	Wochenende (n = 5606)
BMI > 25 vor der Schwangerschaft	36,32% (n = 2385)	31,68% (n = 1971)	39,06% (n = 2190)
Primiparität	48,75% (n = 3201)	45,72% (n = 2845)	57,46% (n = 3221)
Gewichtszunahme > 20 kg	14,03% (n = 921)	13,1% (n = 815)	15,5% (n = 869)
Medikamentöse Geburtseinleitung	25,85% (n = 1697)	31,85% (n = 1982)	33,56% (n = 1881)
Gabe von Wehenmittel	25,77% (n = 1692)	24,73% (n = 1539)	30,65% (n = 1718)
Alter der Mutter ≥ 35 Jahre	36,43% (n = 1567)	30,06% (n = 1293)	33,5% (n = 1441)
pathologischer fetaler Doppler	1,14% (n = 75)	0,69% (n = 43)	0,77% (n = 43)

Einflussvariablen auf einen 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5 in der univariaten Analyse

Ein pathologischer Doppler präpartal und eine medikamentöse Geburtseinleitung erhöhten die Wahrscheinlichkeit für einen Apgar-Wert ≤ 5 nach 5 Minuten signifikant (p = 0,008; 95%-KI 1,29 – 3,3 beziehungsweise p = 0,037; 95%-KI 0,60 – 1,00). Auch wenn das Kind nachts oder am Wochenende/Feiertag geboren wurde, erhöhte sich die Wahrscheinlichkeit für das Kind postpartal, einen Apgar ≤ 5 nach 5 Minuten zu haben, signifikant (p = 0,027; 95%-KI 1,04 – 2,70). Betrachtet man den Entbindungszeitpunkt nachts (p = 0,29; 95%-KI 0,91 – 1,38) und am Wochenende/Feiertag (p = 0,054; 95%-KI 1,0 – 1,51) getrennt, ergab sich keine signifikante Wahrscheinlichkeit. Auch ein Alter der Mutter über 35 Jahre bei Entbindung (p = 0,40; 95%-KI 0,77 – 1,94), ein BMI über 25 vor der Schwangerschaft (p = 0,11; 95%-KI 1,0 – 1,07), eine Gewichtszunahme von mehr als 20 Kilogramm während der Schwangerschaft (p = 0,052; 95%-KI 0,43 – 1,05), Primiparität (p = 0,63; 95%-KI 0,78 – 1,17) und Gabe von Wehenmitteln peripartal (p = 0,36; 95%-KI 0,70 – 1,14) hatten keinen Einfluss auf einen Apgar-Wert ≤ 5 nach 5 Minuten ( Tab. 2 ).

Tab. 2  Univariate Analyse der Einflussvariablen auf einen 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5.

Einflussvariable	Odds Ratio	95%-KI	p
Alter bei Entbindung > 35 Jahre	1,223	0,7718 – 1,939	0,3982
BMI > 25 vor der Schwangerschaft	1,032	0,9945 – 1,071	0,1087
Gewichtszunahme > 20 kg während der Schwangerschaft	0,671	0,4268 – 1,054	0,0517
pathologischer Doppler	2,061	1,290 – 3,295	0,0079
Primiparität	0,951	0,7748 – 1,168	0,6317
medikamentöse Geburtseinleitung	0,774	0,6010 – 0,9966	0,0374
Gabe von Wehenmitteln peripartal	0,895	0,7014 – 1,143	0,3648
Entbindungszeitpunkt nachts	1,119	0,9096 – 1,377	0,2852
Entbindungszeitpunkt nachts oder am Wochenende/Feiertage	1,670	1,041 – 2,679	0,0271
Entbindungszeitpunkt Wochenende	1,228	0,9988 – 1,510	0,0542

Einflussvariablen auf einen NapH < 7,10 in der univariaten Analyse

Die Wahrscheinlichkeit für ein Kind, postpartal einen arteriellen Nabelschnur-pH-Wert unter 7,1 zu haben, war signifikant erhöht, wenn die Mutter vor der Schwangerschaft einen BMI über 25 hatte (p = 0,03; 95%-KI 1,02 – 1,48), es die 1. Entbindung der Mutter war (p < 0,0001; 95%-KI 1,4 – 1,7) sowie bei medikamentöser Geburtseinleitung (p < 0,0001, 95%-KI 1,10 – 1,32), bei der Gabe von Wehenmittel peripartal (p < 0,0001; 95%-KI 1,33 – 1,6), wenn die Entbindung nachts (p = 0,013; 95%-KI 1,02 – 1,23), am Wochenende (p = 0,043; 95%-KI 0,91 – 1,25) und wenn die Entbindung nachts oder am Wochenende/Feiertag (p = 0,0057; 95%-KI 1,08 – 1,59) erfolgt war. Keinen Einfluss auf einen NapH-Wert < 7,1 hatten die Einflussvariablen Alter der Mutter bei Entbindung über 35 Jahre (p = 0,29; 95%-KI 0,71 – 1,11), Gewichtszunahme während der Schwangerschaft von mehr als 20 Kilogramm (p = 0,32; 95%-KI 0,94 – 1,22) sowie ein pathologischer Doppler präpartal (p = 0,11; 95%-KI 0,95 – 1,96) ( Tab. 3 ).

Tab. 3  Univariate Analyse der Einflussvariablen auf einen NApH-Wert < 7,1.

Einflussvariable	Odds Ratio	95%-KI	p
Alter bei Entbindung > 35 Jahre	0,8922	0,7129 – 1,107	0,2948
BMI > 25 vor der Schwangerschaft	1,228	1,021 – 1,477	0,0300
Gewichtszunahme > 20 kg während der Schwangerschaft	1,069	0,9393 – 1,217	0,3195
pathologischer Doppler	1,366	0,9536 – 1,957	0,1129
Primiparität	1,543	1,401 – 1,699	< 0,0001
medikamentöse Geburtseinleitung	1,208	1,102 – 1,323	< 0,0001
Gabe von Wehenmitteln peripartal	1,453	1,329 – 1,590	< 0,0001
Entbindungszeitpunkt nachts	1,120	1,024 – 1,225	0,0125
Entbindungszeitpunkt nachts oder am Wochenende/Feiertage	1,308	1,078 – 1,586	0,0057
Entbindungszeitpunkt Wochenende	1,067	0,9078 – 1,253	0,0433

Multivariate Analyse für einen 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5

Mit oben beschriebenen Einflussvariablen (pathologischer fetaler Doppler, medikamentöse Geburtseinleitung und Entbindungszeitpunkt nachts und/oder am Wochenende oder Feiertag), die signifikant die Wahrscheinlichkeit für einen 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5 erhöhten, wurde eine multivariate Regressionsanalyse durchgeführt. Diese ergab keinen signifikanten Zusammenhang (p = 0,238). Somit ist der Entbindungszeitpunkt nachts und/oder am Wochenende oder Feiertag kein prognostischer Faktor für einen 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5.

Multivariate Analyse für einen NapH-Wert < 7,10

Mit den Einflussvariablen (BMI > 25 vor der Schwangerschaft, Primiparität, medikamentöse Geburtseinleitung, Gabe von Wehenmitteln peripartal), welche die Wahrscheinlichkeit für einen Nabelarterien-pH-Wert < 7,1 signifikant erhöhen, wurde eine multivariate Regressionsanalyse durchgeführt. Hierbei zeigte sich, dass der Zeitpunkt der Entbindung (nachts oder Wochenende/Feiertage) ein prognostischer Faktor für die Geburt eines Kindes mit einem NapH-Wert < 7,1 ist (p = 0,025).

Diskussion

In dieser Studie haben wir untersucht, ob fetale Morbidität abhängig ist vom Entbindungszeitpunkt in einer deutschen Universitätsklinik. Wir kamen zu dem Ergebnis, dass der Entbindungszeitpunkt nachts oder am Wochenende/Feiertag das Risiko für einen Nabelschnurarterien-pH < 7,1 um 30% erhöht im Vergleich zu einer Geburt an einem Werktag. Der Entbindungszeitpunkt nachts oder am Wochenende/Feiertag erhöht jedoch nicht das Risiko für das Kind, einen 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5 zu bekommen.

Die Diskrepanz, dass der Entbindungszeitpunkt nachts oder am Wochenende/Feiertag zwar das Risiko für einen arteriellen Nabelschnur-pH-Wert < 7,1, nicht aber für einen 5-Minuten-Apgar-Wert ≤ 5 erhöht, passt zu mehreren Studien, die eine niedrige Korrelation zwischen Apgar-Score und Nabelarterien-pH gezeigt haben 15 ,  16 ,  17 .

Es gibt einige Studien, die einen Zusammenhang zwischen fetalem Outcome und Zeitpunkt der Entbindung sehen. In einer großen Kohortenstudie aus den USA wurde deutlich, dass die Wahrscheinlichkeit für einen 5-Minuten-Apgar-Wert < 7 an einem ruhigen Wochenende um 11% und an einem arbeitsreichen Wochenende um 29% höher war als an einem ruhigen Werktag 18 . Zudem ergab die Studie, dass eine Entbindung am Wochenende die Wahrscheinlichkeit einer Aufnahme des Kindes auf eine neonatologische Intensivstation und die Wahrscheinlichkeit eines längeren stationären Aufenthaltes der Mutter erhöht; zudem steigt bei einer Entbindung an einem arbeitsreichen Wochenende das Risiko für neonatale Krampfanfälle 18 . Palmer et al. untersuchten über 1 Million Geburten in Großbritannien 19 . Auch hier zeigte sich ein Zusammenhang zwischen dem Tag der Entbindung (Werktag vs. Wochenende) und fetalem und maternalem Outcome (erhöhte perinatale Mortalität, eine erhöhte Rate an puerperalen Infektionen sowie eine erhöhte Rate an Verletzungen des Neugeborenen) 19 . Es gibt jedoch auch einige Analysen, in denen der sogenannte „Weekend-Effekt“ nicht nachgewiesen werden konnte 20 ,  21 ,  22 .

Es gibt verschiedene Erklärungsversuche, warum nachts in vielen Studien sowohl das fetale als auch das maternale Outcome schlechter ist im Vergleich zu Geburten tagsüber. Ein möglicher Grund kann das Schlafdefizit des Klinikpersonals sein. In Bezug auf die Arbeitsleistung kann das Schlafdefizit – sicherlich für jeden Leser nachvollziehbar, aber auch gut belegt – in Müdigkeit, kognitiver Leistungsminderung, verzögerter Entscheidungsfindung, verringerter psychomotorischer Performance und schlechterer Stimmung resultieren 23 ,  24 ,  25 . 24 Stunden ohne Schlaf führen zu einer Abnahme der kognitiven Leistung vergleichbar mit einer Blutalkoholkonzentration von 100 mg/dl 26 . Die Datenlage zum Einfluss von Schlafdefizit und langen Arbeitszeiten von Ärzten auf das klinische Outcome ist kontrovers. In einer retrospektiven Kohortenstudie wurde untersucht, ob Komplikationsraten bei Operationen erhöht sind, die von Chirurgen oder Gynäkologen durchgeführt wurden, die die Nacht zuvor Bereitschaftsdienst hatten 27 . Es zeigten sich erhöhte Komplikationsraten bei Chirurgen, wenn die Möglichkeit zu schlafen unter 6 Stunden lag. Insgesamt gesehen konnte jedoch keine erhöhte Komplikationsrate nachgewiesen werden 27 . Hierzu passend ist eine retrospektive Analyse von herzchirurgischen Eingriffen, die zum Teil von Chirurgen durchgeführt wurden, die die Nacht zuvor Bereitschaftsdienst hatten, und zum Teil von Chirurgen, die die Nacht zuvor nicht arbeiten mussten 28 . Hier konnte kein Unterschied der Komplikationsraten nachgewiesen werden 28 . In einer von Gawande et al. veröffentlichten Studie über operative Komplikationen wurde Müdigkeit oder Überlastung als dritthäufigste Ursache für Fehler von Chirurgen angegeben 29 . Auch verschiedene Studien über die Leistungsfähigkeit von Chirurgen an einer laparoskopischen Simulation während und nach einer 24-Stunden-Schicht kamen zu unterschiedlichen Ergebnissen. Teilweise zeigte sich eine Verschlechterung der Performance 30 ,  31 ,  32 ,  33 ,  34 . Bei 2 Studien zeigte sich aber auch eine Verbesserung 35 ,  36 , wohingegen sich bei 3 weiteren hierzu durchgeführten Studien kein Unterschied nachweisen ließ 37 ,  38 ,  39 .

Die Ausprägung einer Leistungsminderung als Folge von Schlafmangel und Müdigkeit ist individuell sehr unterschiedlich 40 ,  41 ,  42 . Als Ursachen hierfür werden eine personenspezifische Sensitivität auf Schlafmangel, eine individuelle Ausprägung von Wachheit, die individuelle Schlafmenge, die benötigt wird, um sich ausgeschlafen zu fühlen, sowie das individuelle Timing des Schlaf-Wach-Rhythmus gesehen 43 .

Eine reduzierte kognitive Leistungsfähigkeit kann ebenfalls durch Schlaftrunkenheit entstehen. Unter Schlaftrunkenheit versteht man den physiologischen Status von reduzierter kognitiver Leistungsfähigkeit und sensomotorischer Performance direkt nach dem Aufwachen. Diese Leistungsminderung kann zwischen 3 und 10 Minuten andauern 44 , Auswirkungen auf die Performance konnte in einer Studie noch nach 2 Stunden nachgewiesen werden 45 . Weitere Studien, insbesondere zu den Auswirkungen auf den klinischen Alltag während beispielsweise 24-Stunden-Diensten, in denen geschlafen wurde, fehlen allerdings.

Möglicherweise sind verstärktes Training (z. B. Teamtraining) und elektronische Systeme (z. B. CTG-Überwachungsanlage) geeignet, diese menschlichen Einschränkungen zu vermindern. Studien hierzu gibt es nicht.

Als weiterer Erklärungsversuch für ein schlechteres fetales und maternales Outcome am Wochenende muss der sogenannte „Weekend-Effekt“ diskutiert werden. Es gibt einige Studien aus unterschiedlichen Fachbereichen und Ländern, die zeigen, dass die Mortalität eines Patienten erhöht ist, wenn er am Wochenende stationär aufgenommen wird, im Vergleich zu einer Aufnahme an einem Werktag 46 ,  47 . Als Ursache für den Weekend-Effekt wird insbesondere eine schlechtere medizinische Versorgung diskutiert. Am Wochenende arbeitet weniger Personal als an Werktagen 48 ,  49 ,  50 . Häufig weist dieses eingesetzte Personal ein jüngeres Dienstalter auf und hat weniger Erfahrung 51 ,  52 .

Zur Relativierung der Aussagekraft vieler obengenannter Studien ist jedoch anzumerken, dass viele von ihnen retrospektive Analysen sind, die ihre Daten aus den Codiersystemen der Krankenhäuser gewonnen haben 46 ,  47 ,  53 ,  54 . Es ist jedoch bekannt, dass insbesondere bei Notfallaufnahmen häufig eine falsche Codierung vorliegt 55 ,  56 .

Als eine weitere mögliche Ursache für ein schlechteres fetales Outcome nachts müssen auch chronobiologische Mechanismen berücksichtigt werden. Der physiologische Geburtsbeginn liegt häufig zwischen Mitternacht und 2 Uhr morgens. Ruffieux et al. zeigten, dass dieser mit einer Geburt im Laufe des Vormittags mit einem normalen Geburtsgewicht und guten fetalen Outcome korreliert 57 .

Weitere Studien weisen darauf hin, dass die Länge der Geburt und der Geburtsmodus abhängig von der Schlafqualität und -quantität der Mutter vor der Geburt sind. Mütter mit wenig Schlaf oder häufigen Schlafunterbrechungen hatten signifikant längere Geburten und häufiger Sectiones 58 ,  59 .

Des Weiteren ist laut Lindow et al. nachts die Konzentration von Oxytocin im maternalen Blut höher als tagsüber 60 . Welche Auswirkungen dies auf den Geburtsverlauf hat, ist jedoch unbekannt. Caughey et al. diskutierten, ob es daher bei nicht symptomorientierter Oxytocingabe nachts eher zu einer uterinen Hyperstimulation mit dem Risiko einer fetalen Asphyxie kommen könnte 20 .

Fazit für die Praxis

Auch wenn die Studie gezeigt hat, dass der Entbindungszeitpunkt nachts, am Wochenende oder an Feiertagen das Risiko für einen NapH-Wert < 7,10 erhöht, ist die klinische Relevanz dieser Feststellung nicht zu hoch zu bewerten. Grund hierfür ist zum einen, dass ein niedriger NapH-Wert per se ein seltenes Ereignis (2,74% aller Geburten) ist, und zum anderen, dass hieraus nur in sehr wenigen Fällen eine erhöhte perinatale Morbidität folgt. Es ist jedoch trotzdem für das geburtshilfliche Team wichtig, sich das Risiko für ein eventuell schlechteres fetales Outcome nachts, am Wochenende oder an Feiertagen bewusst zu machen, um die beeinflussbaren möglichen ursächlichen Faktoren minimieren zu können.