Determination of Anatomical Levels in Spina Bifida Fetuses with Ultrasound and MRI

Abstract

Purpose The goal of this study was to assess the accuracy of prenatal anatomical level determination by ultrasound (US) and magnetic resonance imaging (MRI) by analyzing the congruence with the “true” anatomical level identified by postnatal MRI.

Patients and Methods The first 60 patients undergoing fetal myelomeningocele surgery at The Zurich Center for Fetal Diangosis and Therapy were included in this study. Anatomical levels (i. e., first dysraphic vertebra) determined by prenatal US and MRI were compared to postnatal MRI. The level of agreement between the imaging modalities was evaluated with a Cohen’s kappa test. Results > 0.6 were interpreted as good agreement, > 0.8 as excellent.

Results The exact congruence between prenatal US and MRI compared to postnatal MRI was 33 % and 48 %, respectively, for an accuracy within one level difference of 80 % and 90 %, and within two levels difference of 95 % and 98 %, respectively. The level of agreement of prenatal US and MRI compared to postnatal MRI was 0.62 and 0.79, respectively. Most of the prenatally incorrectly assigned levels were assigned too high (worse) than the “true” level (US 88 % vs. MRI 65 %).

Conclusion Reliable exact prenatal level determination by US and MRI is not possible. However, the prenatal determination of the anatomical level of the lesion is good within one level margin of error. Prenatal US as well as MRI demonstrate a systematic error towards higher levels. The above considerations must be integrated into prenatal counselling.

Zusammenfassung

Hintergrund Ziel dieser Studie war es, die Genauigkeit der Bestimmung der anatomischen Läsionshöhe durch den pränatalen Ultraschall (US) und die Magnetresonanztomografie (MRT) zu beurteilen. Hierzu wurde die jeweilige Übereinstimmung mit der „wahren“ anatomischen Läsionshöhe, welche durch die postnatale MRT identifiziert wurde, analysiert.

Patienten und Methoden Die ersten 60 Patienten, die sich am Zürich Zentrum für fetale Diagnostik und Therapie einer fetalen Myelomeningocelen-Operation unterzogen, wurden in diese Studie eingeschlossen. Die durch pränatale US- und MRT-Untersuchungen bestimmten anatomischen Läsionshöhen (d. h. erster dysraphischer Wirbel) wurden mit jenen der postnatalen MRT verglichen. Der Grad der Übereinstimmung zwischen den Bildgebungsmodalitäten wurde mit einem Cohen’schen Kappa-Test evaluiert. Ergebnisse > 0,6 wurden als gut, > 0,8 als ausgezeichnete Übereinstimmung interpretiert.

Ergebnisse Die exakte Übereinstimmung zwischen pränatalem US und MRT im Vergleich zur postnatalen MRT betrug 33 % bzw. 48 %, bei einer Genauigkeit innerhalb eines anatomischen Niveaus von 80 % bzw. 90 % und innerhalb von 2 anatomischen Niveaus von 95 % bzw. 98 %. Der statistische Grad der Übereinstimmung zwischen pränatalem US und MRT im Vergleich zur postnatalen MRT betrug 0,62 bzw. 0,79. Die meisten pränatal falsch zugeordneten Läsionshöhen wurden zu hoch, also schlechter als die „wahre“ Stufe zugeordnet (US 88 % vs. MRT 65 %).

Schlussfolgerung Eine zuverlässige, exakte pränatale Läsionshöhenbestimmung durch US und MRT ist nicht möglich. Allerdings ist die pränatale Bestimmung der Läsion innerhalb eines anatomischen Niveaus gut. Sowohl der pränatale US als auch die MRT zeigen einen systematischen Fehler zu höheren Läsionsebenen. Die obigen Überlegungen müssen in die pränatale Beratung integriert werden.

Key words

fetal surgery - anatomical level - prenatal ultrasound - prenatal MRI - fetal myelomeningocele repair

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