Ultraschall Med
DOI: 10.1055/a-2618-3187
Original Article

Strong heart, fit brain. Cardiac impact on brain development in fetuses with congenital diaphragmatic hernia: a prospective cohort study

Starkes Herz, fittes Gehirn. Einfluss des Herzens auf die Gehirn-Entwicklung bei Feten mit angeborener Zwerchfell-Hernie: eine prospektive Kohortenstudie

Authors

  • Isabella Fabietti

    1   Area of Fetal, Neonatal and Cardiological Sciences, Bambino Gesu Pediatric Hospital IRCCS, Roma, Italy (Ringgold ID: RIN9342)
  • Chiara Vassallo

    1   Area of Fetal, Neonatal and Cardiological Sciences, Bambino Gesu Pediatric Hospital IRCCS, Roma, Italy (Ringgold ID: RIN9342)
  • Milena Viggiano

    1   Area of Fetal, Neonatal and Cardiological Sciences, Bambino Gesu Pediatric Hospital IRCCS, Roma, Italy (Ringgold ID: RIN9342)
  • Anna Claudia Massolo

    1   Area of Fetal, Neonatal and Cardiological Sciences, Bambino Gesu Pediatric Hospital IRCCS, Roma, Italy (Ringgold ID: RIN9342)
  • Laura Valfrè

    1   Area of Fetal, Neonatal and Cardiological Sciences, Bambino Gesu Pediatric Hospital IRCCS, Roma, Italy (Ringgold ID: RIN9342)
  • Alessia Sala

    2   Department of Medicine (DMED), University of Udine, Udine, Italy (Ringgold ID: RIN9316)
  • Lorenza Driul

    3   Department of Medicine (DMED), Santa Maria della Misericordia University Hospital, Udine, Italy (Ringgold ID: RIN18707)
    4   Department of Maternal and Child Health, Obstetrics and Gynecology Clinic, Ospedale Santa Maria della Misericordia, Azienda Sanitaria Universitaria Friuli Centrale, Udine, Italy
  • Pietro Bagolan

    1   Area of Fetal, Neonatal and Cardiological Sciences, Bambino Gesu Pediatric Hospital IRCCS, Roma, Italy (Ringgold ID: RIN9342)
    5   Department of Systems Medicine, University of Rome Tor Vergata, Roma, Italy (Ringgold ID: RIN9318)
  • Leonardo Caforio

    1   Area of Fetal, Neonatal and Cardiological Sciences, Bambino Gesu Pediatric Hospital IRCCS, Roma, Italy (Ringgold ID: RIN9342)
  • Francesco Morini

    6   Department of Maternal, Child Health and Urological Sciences, University of Rome La Sapienza, Rome, Italy (Ringgold ID: RIN9311)

Abstract

Purpose

CDH fetuses may present with abnormal brain volume and cerebral fissures. Since cardiac function and size may also be altered, we hypothesized that abnormal cardiac function may contribute to the impaired brain development in these fetuses. The aim of this study is to evaluate whether cardiac dimensions and function correlate with brain development in CDH fetuses.

Materials and Methods

All fetuses with left CDH who underwent ultrasound evaluation of cardiac function and brain development between 2018 and 2023 were included. We analyzed the correlation between cardiac size and function parameters with the parieto-occipital (POF) and Sylvian (SF) fissures and insular depth (ID) in 2 gestational periods (GP). Cardiac and brain anatomical measures were corrected for head circumference, and cardiac function parameters were corrected for estimated fetal weight or GA. Correlations were analyzed using the Pearson test. A p-value <0.05 was considered significant.

Results

24 fetuses with left CDH were included. Between 20 and 24 weeks of gestation, POF, SF, and ID were significantly correlated with aortic flow. Right ventricle E/A was significantly correlated with POF and SF, with a trend toward a correlation with ID, approaching the threshold of significance. In this GP, the ID was also significantly correlated with the left ventricle area, E/A, and E’, S’ and A’. Most correlations were lost in the next GP.

Conclusion

Between 20 and 24 weeks of gestation, brain development in fetuses with CDH is significantly correlated with cardiac function. Most of these correlations were lost at 25–28 weeks of gestation. Further studies are needed to confirm our results and to evaluate whether these findings have postnatal clinical significance.

Zusammenfassung

Ziel

Feten mit angeborener Zwerchfell-Hernie (CDH; „congenital diaphragmatic hernia“) können ein auffälliges Gehirn-Volumen und zerebrale Fissuren aufweisen. Da auch Herzfunktion und -größe verändert sein können, vermuteten wir, dass eine abnormale Herzfunktion zu einer beeinträchtigten Gehirn-Entwicklung bei diesen Feten beiträgt. Ziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob Herzgröße und -funktion mit der Gehirn-Entwicklung bei CDH-Feten in Zusammenhang stehen.

Material und Methoden

Alle Feten mit linksseitiger CDH, bei denen zwischen 2018 und 2023 eine Sonografie zur Beurteilung der Herzfunktion und der Gehirn-Entwicklung durchgeführt wurde, wurden in die Studie eingeschlossen. Wir analysierten die Korrelation zwischen Herzgröße und -funktionsparametern mit den Messungen des Sulcus parietooccipitalis (POF) und der Fissura Sylvii (SF) sowie der Tiefe der Insula (ID) in 2 Gestationsperioden (GP). Die anatomischen Messungen von Herz und Gehirn wurden um den Kopfumfang, die Parameter der Herzfunktion, um das geschätzte fetale Gewicht oder die Schwangerschaftswoche (SSW) korrigiert. Die Korrelationen wurden mit dem Pearson-Test analysiert. Ein p-Wert < 0,05 wurde als signifikant angesehen.

Ergebnisse

Es wurden 24 Feten mit linksseitiger CDH eingeschlossen. Zwischen der 20. und 24. SSW korrelierten POF, SF und ID signifikant mit dem Aortenfluss. Das E/A-Verhältnis des rechten Ventrikels korrelierte signifikant mit POF und SF, mit einer Tendenz zur Korrelation mit der ID nahe der Signifikanz-Schwelle. In dieser GP korrelierte die ID auch signifikant mit der Fläche des linken Ventrikels, E/A sowie E’, S’ und A’. Die meisten Korrelationen gingen in der nächsten GP verloren.

Schlussfolgerung

Zwischen der 20. und 24. SSW korreliert die Gehirn-Entwicklung bei CDH-Feten signifikant mit der Herzfunktion. Die meisten dieser Korrelationen gingen in der 25. bis 28. SSW verloren. Weitere Studien sind erforderlich, um unsere Ergebnisse zu bestätigen und zu bewerten, ob diese Befunde postnatale klinische Bedeutung haben.



Publication History

Received: 16 September 2024

Accepted after revision: 21 May 2025

Accepted Manuscript online:
21 May 2025

Article published online:
12 November 2025

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