Abstract
Purpose: Early attempts to calculate fetal global perfusion used 2 D images. The results were
not sufficiently reliable. That‘s why RI measurements are still in use despite the
fact that they do not reflect the amount of blood passing through the fetus. We present
a novel three-dimensional approach to overcome these limitations.
Materials and Methods: In 124 singleton pregnancies between the 23rd and 4st gestational week, a three-dimensional color Doppler sonographic record of the umbilical
cord was made, resulting in 281 volume data sets. With dedicated software (PixelFlux)
the spatial angle of the umbilical vein was calculated and the true global fetal perfusion
was calculated from its horizontal transection as the product of the area of all pixels
and the spatial angle-corrected velocity. To validate the PixelFlux technique, phantom
flow measurements were carried out.
Results: Phantom flow measurements revealed a highly significant correlation of actual flow
volumes and those measured by the PixelFlux technique (p < 0.001; rPearson = 0.987 – 0.991)
with an even higher interobserver correlation (p < 0.001; rPearson = 0.997). We found
a significant correlation of fetal volume flow to gestational age and weight (r = 0.529 at
spatial angles below 30° to r = 0.724 at spatial angles below 5°) and a significant
influence of the spatial angle on this correlation (p = 0.003; r = – 0.865).
Conclusion: Spatial angle-corrected global fetal perfusion measurement improves existing approaches
to fetal perfusion evaluation, and is feasible, simple and fast. Thus, it can be recommended
to explore the relationship of fetal perfusion and disturbances of fetal development.
Zusammenfassung
Ziel: Frühere Versuche, mithilfe von zweidimensionalen Sonogrammen die fetale Gesamtperfusion
zu berechnen, scheiterten an methodischen Grenzen. Daher wird zur fetalen Beurteilung
noch heute die Bestimmung des Resistance-Indexes der Nabelarterie benutzt, wenngleich
dessen methodische Basis unzureichend ist. Wir entwickelten daher ein neuartiges Verfahren
der Flussvolumenkalkulation aus dreidimensionalen Farbdoppler-Bildern der Nabelschnur,
welches hier vorgestellt wird.
Material und Methoden: Aus 281 dreidimensionalen Farbdoppler-Bildern der Nabelschnur von 124 Einlingen in
der 23. – 41. Schwangerschaftswoche wurden mit der PixelFlux-Software der Raumwinkel
der Nabelvene und deren horizontale Querschnittsfläche pixelweise bestimmt. Daraus
wurde der Volumenfluss errechnet. Zur Evaluierung der PixelFlux-Methode wurden Phantomflussmessungen
vorgenommen.
Ergebnisse: Die Phantomflussmessungen erbrachten eine hochsignifikante Korrelation der tatsächlichen
und der mit der PixelFlux-Methode ermittelten Flussvolumina (p < 0,001; rPearson = 0,987
– 0,991) bei einer exzellenten Interobserver-Korrelation (p < 0,001; rPearson = 0,997).
Wir konnten einen signifikanten Zusammenhang der raumwinkelkorrigierten fetalen Globalperfusion
mit dem Fetalgewicht (r = 0,529 bei Raumwinkeln kleiner 30° bis zu r = 0,724 bei Raumwinkeln
kleiner 5°) und der Schwangerschaftsdauer nachweisen, einen signifikanten Einfluss
des Raumwinkels auf diesen Zusammenhang (p = 0,003; r = – 0,865) sowie den Effekt
der maximal darstellbaren Flussgeschwindigkeit auf die Messungen beschreiben.
Schlussfolgerung: Die neuartige Methode der raumwinkelkorrigierten fetalen globalen Perfusionsmessung
überwindet methodische Schwächen herkömmlicher Verfahren der fetalen Perfusionsbeurteilung,
ist schnell und einfach durchführbar. Sie kann für weitergehende Untersuchungen von
Feten, deren Entwicklung und Erkrankungen empfohlen werden.
Key words
3 D ultrasound - fetal volume perfusion - umbilical vein - PixelFlux - spatial angle
correction