Sonographic and Doppler Sonographic Diagnosis of Necrotizing Enterocolitis in Preterm Infants and Newborns

Abstract

Necrotizing enterocolitis (NEC) occurs primarily in immature preterm infants with low birth weight. It has a prevalence of 7 – 11 % with a poor prognosis and a mortality rate of 20 – 40 %. Plain abdominal radiography is still considered the diagnostic method of first choice even though ultrasound can visualize significantly more findings suspicious for NEC. Such as thickened bowel walls, dilated fluid-filled bowel loops, and gas bubbles in the intestinal wall, portal vein. Moreover, it is possible to assess intestinal peristalsis, to differentiate between intraluminal and extraluminal fluid and to assess the location of fluid accumulations and their internal echo pattern. In addition, free intraabdominal gas can be visualized on ultrasound. Increased flow rates in the mesenteric arteries and decreased flow in the portal vein can be detected on Doppler ultrasound in NEC. Color-coded Doppler ultrasound can be used to differentiate between bowel loops with increased and decreased perfusion and thus at risk for perforation. Ultrasound is therefore superior to conventional radiography in many regards and should replace it as the diagnostic method of first choice not least because of its noninvasive nature.

Zusammenfassung

Die nekrotisierende Enterokolitis (NEK) tritt v. a. bei sehr unreifen, untergewichtigen Frühgeborenen auf. Sie hat eine Prävalenz von 7 – 11 % mit einer nach wie vor schlechten Prognose und einer Letalität von 20 – 40 %. Die Abdomen-Leeraufnahme gilt immer noch als Diagnostikum der 1.Wahl, obwohl sonografisch wesentlich mehr NEK-verdächtige Befunde erhoben werden können. So lassen sich im 2-dimensionalen Schnittbild verdickte Darmwände, dilatierte flüssigkeitsgefüllte Darmschlingen sowie Gasbläschen in der Darmwand, Pfortader und Leber nachweisen. Weiterhin kann die Darmperistaltik beurteilt werden und zwischen intraluminaler und extraluminaler Flüssigkeit unterschieden werden und die Lokalisation von Flüssigkeitsansammlungen sowie deren Binnenreflexmuster beurteilt werden. Zudem lässt sich freies intraabdominelles Gas auch sonografisch erfassen. Mit der Dopplersonografie können bei NEK erhöhte Flussgeschwindigkeiten in den Mesenterialarterien und ein erniedrigter Fluss in der Pfortader gefunden werden. Mit der farbkodierten Dopplersonografie kann zudem zwischen vermehrt und vermindert perfundierten, und damit perforationsgefährdeten Darmschlingen unterschieden werden. Die Sonografie ist somit der konventionellen radiologischen Diagnostik in vielen Punkten überlegen und sollte diese als Diagnostikum der 1. Wahl, nicht zuletzt wegen ihres nichtinvasiven Charakters, ersetzen.

• References

• 1 Sharma R, Hudak ML. A clinical perspective of necrotizing enterocolitis: Past, present, and future. Clin Perinatol 2013; 40: 27-51
• 2 Neu J, Walker WA. Necrotizing enterocolitis. N Engl J Med 2011; 364: 255-264
• 3 Kafetzis DA, Skevaki C, Costalos C. Necrotizing enterocolitis: an overview. Current Opinion in infectious Diseases 2003; 16: 349-355
• 4 Faingold R, Daneman A, Tomlinson G. et al. Necrotizing enterocolitis: assessment of bowel viability with color Doppler US. Radiology 2005; 235: 587-594
• 5 Epelman M, Daneman A, Navarro OM. et al. Necrotizing Enterocolitis: Review of state-of-the-Art Imaging Findings with Pathologic Correlation. RadioGraphics 2007; 27: 285-305
• 6 Silva CT, Danemann A, Navarro OM. et al. Correlation of sonographic findings and outcome in necrotizing enterocolitis. Pediatr Radiol 2007; 37: 274-282
• 7 Chen S, Hu Y, Liu Q. et al. Comparison of abdominal radiography and sonography in prognostic prediction of infants with necrotizing enterocolitis. Pediatr Surgery Int 2018; 34: 535-541
• 8 Dilli D, Oguz SS, Ulu HÖ. et al. Sonographic findings in premature infants with necrotizing enterocolitis. Arch Dis Childh Fetal Neonatal Ed 2009; 94: F232-F233
• 9 Kim WY, Kim WS, Kim IO. et al. Sonographic evaluation of neonates with early stage necrotizing enterocolitis. Pediatr Radiol 2005; 35: 1056-1061
• 10 Cuna AC, Reddy N, Robinson AL. et al. Bowel ultrasound for predicting surgical management of necrotizing enterocolitis: a systemic review and meta-analysis. Pediatr Radiol 2018; 48: 658-666
• 11 Robberecht EA, Afschrift M, De Bel CE. et al. Sonographic demonstration of portal venous gas in necrotizing enterocolitis. Eur J Pediatr 1988; 147: 192-194
• 12 Bömelburg T, von Lengerke HJ. Intrahepatic and portal venous gas detected by ultrasound. Gastrointestinal Radiol 1992; 17: 237-240
• 13 Dördelmann M, Rau GA, Bartels D. et al. Evaluation of portal venous gas detected by ultrasound examination for diagnosis of necrotizing enterocolitis. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2009; 94: F183-F187
• 14 Bhatt AB, Tank PD, Barmade KB. et al. Abnormal Doppler flow velocimetry in the growth restricted foetus as a predictor for necrotizing enterocolitis. J Postgrad Med 2002; 48: 182-185
• 15 Dorling J, Kempley S, Leaf A. Feeding growth restricted preterm infants with abnormal antenatal Doppler results. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2005; 90: F59-F63
• 16 Kamoji VM, Dorling JS, Manktelow B. et al. Antenatal umbilical Doppler abnormalities: an independent risk factor for early onset neonatal necrotizing enterocolitis in premature infants. Acta Pediatr 2008; 97: 327-331
• 17 Westby SH, Kessler J, Kiserud T. et al. Foetal Doppler abnormality is associated with increased risk of sepsis and necrotizing enterocolitis in preterm infants. Acta Pediatr 2015; 104: 368-376
• 18 Kempley ST, Gamsu HR, Vyas S. et al. Effects of intrauterine growth retardation on postnatal visceral and cerebral blood flow velocity. Arch Dis Child 1991; 66: 1115-1118
• 19 Kempley ST, Gamsu HR. Superior mesenteric artery blood flow velocity in necrotizing enterocolitis. Arch Dis Child 1992; 67: 793-796
• 20 Deeg KH, Rupprecht T, Schmid E. Doppler sonographic detection of increased flow velocities in the celiac trunk and superior mesenteric artery in infants with necrotizing enterocolitis. Pediatr Radiol 1993; 23: 578-582
• 21 Deeg KH, Wehner S, Rupprecht T. Dopplersonographische Flussmessung im Truncus cöliacus bei Säuglingen mit Coarcationssyndrom im Vergleich zu gesunden Säuglingen. Klin Pädiatr 1987; 199: 411-423
• 22 Kobayashi M, Mizuno M, Matsumoto A. et al. Neonatal portal venous blood flowmetry by Doppler ultrasound for early diagnosis of ischemia in intestinal tract. Eur J Pediatr Surg 2015; 25: 292-298
• 23 Akin MA, Yikilmaz A, Gunes T. et al. Quantitative assessment of hepatic blood flow in the diagnosis and management of necrotizing enterocolitis. J Matern Fetal Neonatal Med 2014; 28: 2160-2165
• 24 Deeg KH. Cardiovascular diseases which influence the flow in the body arteries. In: Deeg KH, Rupprecht T, Hofbeck M. (eds) Dopplersonography in infancy and childhood. Heidelberg, New York: Springer; 2015: 679-730
• 25 Dilli D, Sona Oguz S, Erol R. et al. Does abdominal sonography provide additional information over abdominal plain radiography for diagnosis of necrotizing enterocolitis in neonates?. Pediatr Surg Int 2011; 27: 321-327
• 26 Robinson JR, Rellinger EJ, Dupree Hatch L. et al. Surgical necrotizing enterocolitis. Semin Perinatol 2017; 41: 70-79
• 27 Stokes SM, Iocono JA, Draus Jr JM. Peritoneal drainage as the initial management of intestinal perforation in premature infants. Am Surg 2014; 80: 851-854