Ultraschall Med 2011; 32(S 02): E122-E128
DOI: 10.1055/s-0031-1281867
Original Article
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Three-Dimensional Volumetric Spatially Angle-Corrected Pixelwise Fetal Flow Volume Measurement

Dreidimensionale, raumwinkelkorrigierte, fetale Volumenflussmessungen mit der PixelFlux-Methode
T. M. Scholbach
1   Klinik für Kinder- und Jugendmedizin, Klinikum Chemnitz
,
J. Stolle
2   Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Kinikum Chemnitz
,
J. Scholbach
3   Mathematisches Institut, Universität Münster
› Author Affiliations
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Publication History

19 December 2010

10 October 2011

Publication Date:
16 December 2011 (online)

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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.