Kurs BASIC_Graduate level learning material about the challenges of human reproductive medicine in a changing Europe

2021-1-HU01-KA220-HED-000027613 - COHRICE

SYLLABUS

11. Herausforderungen der Ultraschalluntersuchungen während der Schwangerschaft 

(Basis)

Trotz der weit verbreiteten Verfügbarkeit von Wissen, Büchern und Publikationen über die Anwendung von Ultraschall in der Geburtshilfe ist das aktuelle E-Material darauf ausgelegt, die wichtigsten Aspekte dieses diagnostischen Werkzeugs im täglichen klinischen Einsatz zusammenzufassen, zu skizzieren und die bevorstehenden Herausforderungen aufzulisten. Es gibt mehrere Techniken, die darauf abzielen, den sich entwickelnden Fötus im Mutterleib zu visualisieren. Unter den derzeit verfügbaren Techniken ist die Verwendung von Methoden, die ionisierende Strahlung nutzen, aufgrund ihrer bekannten mutagenen und teratogenen Wirkungen eingeschränkt. CT-Scans oder Röntgenaufnahmen sollten nur nach individueller Bewertung unter Berücksichtigung des Risikos und des Nutzens für sowohl die Mutter als auch den Fötus verwendet werden. MRT-Scans liefern die besten Bildqualitäten und überwinden die durch dichte, knöcherne Strukturen wie den Schädel und den Brustkorb verursachten Einschränkungen, selbst wenn sie nicht durch die Lage oder Position des Fetus beeinflusst werden. Obwohl Bewegungsartefakte, die durch fetale Bewegungen entstehen, während der Bildaufnahme Probleme verursachen können, ist die Methode selbst teuer, und es gibt nur wenige Radiologen, die mit Embryologie und Entwicklungsanomalien vertraut sind.

Seit den 1980er-1990er Jahren ist der Goldstandard der fetalen Bildgebung der Ultraschall (US). Aber wie funktioniert es?

Es basiert auf dem piezoelektrischen Prinzip. Die Sonde enthält Kristalle, die unter elektrischem Strom anfangen, übereinander zu schwingen und Schallwellen zu erzeugen und auszusenden. Die Schallwellen liegen über dem Bereich, den das menschliche Ohr wahrnehmen kann, deshalb nennt man es Ultraschall. Da Luft ein schlechter Leiter für Ultraschallwellen ist, muss ein Kopplungsgel zwischen der Haut des Patienten und der Sonde aufgetragen werden. Sobald die Schallwellen in den Patienten eindringen, werden sie entweder absorbiert oder emittiert. Dies hängt vom Wassergehalt der gescannten Organe ab, da Wasser die Schallwellen durchlässt, während andere Organe den Ultraschall (Echo) reflektieren. Wenn Reflexion auftritt, ändern sich die Schallwellen in der Frequenz, die zur Sonde zurückkehren, und die Maschine nimmt sie auf und ordnet sie einer Farbe auf einem zweidimensionalen Graustufenbild zu. Hoch reflektierende US-Organe (wie die Knochen) sind hyperechogen und erscheinen weiß auf dem Bildschirm, im Gegensatz dazu werden hypoechogene Organe (Fruchtwasser, Urin usw.) als schwarz gesehen. Alle anderen Organe, abhängig von ihren Reflexionsfähigkeiten, werden in Grautönen auf dem Monitor erscheinen.

Wie diagnostiziert man eine Schwangerschaft?

Die Schwangerschaft wird mit einem Ultraschall diagnostiziert, nicht früher als in der 6. Woche (gerechnet ab der letzten Menstruation - LMP), wobei ein lebensfähiger (positive Herzaktion) Embryo in utero durch einen vaginalen Scan gesehen werden muss. Wenn das LMP nicht klar genug ist, kann das Gestationsalter durch die Messung der Scheitel-Steiß-Länge (CRL) des Fötus bestimmt werden, die der Abstand zwischen dem oberen Teil des Kopfes und dem tiefsten Punkt des Gesäßes in Millimetern ist.

Was ist der Unterschied zwischen Screening- und diagnostischen Ultraschalluntersuchungen?

Es gibt einen grundlegenden Unterschied zwischen diesen beiden Prüfungsarten. Screening-US-Untersuchung einer Bevölkerung trägt zur unselektierten Untersuchung derjenigen bei, die keine Symptome oder Beschwerden haben. Es handelt sich um eine Untersuchung ohne Sortierung, mit dem Ziel, pathologische Zustände von normalen zu unterscheiden, indem die gesamte Bevölkerung gescreent wird. Andererseits ist die diagnostische Untersuchung ein Prozess der detaillierten Bewertung einer speziellen Population, die abnormale Bluttestergebnisse, eine positive Krankengeschichte, abnormale Ultraschallbefunde aufweist, mit dem Ziel, das Vorhandensein von größeren und kleineren angeborenen Anomalien zu bestätigen. Obwohl es heutzutage drei geplante US-Untersuchungen gibt (Ersttrimester-Screening zwischen Woche 11-13; Zweittrimester-Screening zwischen Woche 18-22 und Dritttrimester-Screening zwischen Woche 28-32), ist das Ersttrimester-Screening die wichtigste Untersuchung. Der folgende Link enthält die Richtlinie der Internationalen Gesellschaft für Ultraschall in Geburtshilfe und Gynäkologie (ISUOG) darüber, wer, wie und wann einen Ultraschall im ersten Trimester durchführen sollte:

https://www.isuog.org/uploads/assets/uploaded/4daa1ea7-bc64-4c24-b81b17df5a684a38.pdf

Was während des ersten Trimesterscans zu sehen ist und gesehen werden sollte, wird auch ausführlich auf der Website der Fetal Medicine Foundation besprochen:

www.fetalmedicine.org

Wie kann man das Wachstum und die Entwicklung des Fötus im Mutterleib beurteilen?

Die Beurteilung des Fötus kann durch die Erstellung des biophysikalischen Profils erreicht werden, das vier Messungen enthält (biparietaler Durchmesser – BPD; Kopfumfang – KU; Bauchumfang – AU; Femurlänge – FL). Der Vergleich der gemessenen Werte mit einer voreingestellten Datenbank (Headlock usw.) ermöglicht es der Maschine, ein Gestationsalter zu berechnen, das mit dem durch die LMP bestimmten Gestationsalter verglichen werden kann. Das geschätzte Geburtsgewicht ist gemäß einer Gauß-Kurve verteilt. Föten unterhalb der 10-Prozent-Perzentile gelten als klein für das Gestationsalter (intrauterine Wachstumsrestriktion), während Föten oberhalb der 90-Prozent-Perzentile als groß für das Gestationsalter (Makrosomie) bezeichnet werden. 

“Small for gestational age” (SGA) kann aufgrund genetischer Veranlagung (kleine Eltern) oder einer Entwicklungsstörung, die als intrauterine Wachstumsrestriktion (IUGR) bezeichnet wird, auftreten. Es gibt zwei Formen von IUGR, der früh einsetzende Typ (symmetrisch) wird durch genetische Anomalien verursacht, der andere Typ ist die spät einsetzende Form (asymmetrisch), oft verursacht durch Plazentainsuffizienz.

“Large for gestational age” (LGA) ist ebenfalls multifaktoriell, aber vor allem ist der Hauptgrund dafür der mütterliche Diabetes. Fetale Hyperinsulinämie, als Reaktion auf hohe mütterliche Glukosespiegel, die die Plazenta umgehen, löst die Bindung von Insulinmolekülen an die insulinähnlichen Wachstumsfaktorrezeptoren aus. Makrosomie kann während der Geburt zu Dystokie führen, daher muss sie vor der Entbindung mit Ultraschall diagnostiziert werden.

Wie erfolgt die Fruchtwasser Bestimmung?

Fruchtwasser ist für das Wohlbefinden des Fötus von entscheidender Bedeutung. Es polstert den Fötus gegen Verletzungen, hilft, das Zusammendrücken der Nabelschnur zu verhindern, und bietet Raum, sich zu bewegen und zu wachsen. Darüber hinaus hilft seine bakteriostatische Wirkung, eine Infektion der intraamniotischen Umgebung zu verhindern. Die Menge an Fruchtwasser zu jedem Zeitpunkt der Schwangerschaft ist das Ergebnis des Wasseraustauschs zwischen der Mutter, dem Fötus und der Plazenta und wird in einem relativ engen Bereich gehalten. Störungen dieses Regulationsprozesses können entweder zu Polyhydramnion oder Oligohydramnion führen, bei denen jeweils zu viel oder zu wenig Flüssigkeit vorhanden ist. Diese Störungen können auf abnorme fetale oder mütterliche Bedingungen zurückzuführen sein und umgekehrt auch für Veränderungen des fetalen Wohlbefindens verantwortlich sein. Mit dem Aufkommen der Echtzeit-Ultrasonographie ist die Beurteilung des Fruchtwassers möglich geworden, was zu einer früheren Erkennung abnormaler Zustände und möglichen Eingriffen führt. Da eine präzise Quantifizierung des Fruchtwasservolumens mit Ultraschall nicht möglich ist, wurden verschiedene Techniken für sowohl qualitative als auch semiquantitative Beurteilungen vorgeschlagen. Die Menge des Fruchtwassers kann objektiv durch die Bestimmung des Fruchtwasserindex (AFI) beschrieben werden. Es gibt zwei Techniken, die in der Vorlesung beschrieben werden, wie man die Menge des Fruchtwassers mit Ultraschall misst.

Wie beurteilt man den fetalen Kreislauf und das Wohlbefinden des Fötus?

Per Definition bezieht sich der Doppler-Effekt auf die Änderung der Wellenfrequenz während der relativen Bewegung zwischen einer Wellenquelle und ihrem Beobachter, und er ermöglicht es uns, den Blutfluss in den fetalen Gefäßen zu beurteilen.

Das fetale Kreislaufsystem verwendet normalerweise 3 Shunts. Dies sind kleine Passagen, die Blut leiten, das mit Sauerstoff angereichert werden muss. Der Zweck dieser Shunts ist es, die Lungen und die Leber zu umgehen. Das liegt daran, dass diese Organe erst nach der Geburt vollständig funktionieren werden. Der Shunt, der die Lungen umgeht, wird Foramen ovale genannt. Dieser Shunt leitet Blut vom rechten Vorhof des Herzens zum linken Vorhof. Der Ductus arteriosus leitet Blut von der Lungenarterie zur Aorta.

Sauerstoff und Nährstoffe aus dem Blut der Mutter werden über die Plazenta an den Fötus gesendet. Das angereicherte Blut fließt durch die Nabelschnur zur Leber und teilt sich in 3 Äste. Das Blut erreicht dann die untere Hohlvene. Dies ist eine große Vene, die mit dem Herzen verbunden ist. Der größte Teil dieses Blutes wird durch den Ductus venosus geleitet. Dies ist auch ein Shunt, der hoch oxygeniertes Blut an der Leber vorbei zur unteren Hohlvene und dann zum rechten Vorhof des Herzens führt. Eine kleine Menge dieses Blutes gelangt direkt zur Leber, um ihr den benötigten Sauerstoff und die notwendigen Nährstoffe zuzuführen. Abfallprodukte aus dem fetalen Blut werden über die Plazenta zurück in das Blut der Mutter übertragen.

(https://www.stanfordchildrens.org/en/topic/default?id=fetal-circulation-90-P01790)

Während der Hypoxie oder fetalen Notlage gibt es eine Umverteilung im fetalen Kreislauf, was zu einer zentralisierten Zirkulation führt, die auch als Gehirn-sparender Effekt bezeichnet wird. Während dieser Bedingung fließt das Blut zugunsten des Gehirns, des Herzens und der Nebennieren und auf Kosten fast aller peripheren Organe, insbesondere der Lungen,  der Haut sowie der Kopfhaut. Dies führt zu einer hypoxischen Vasodilatation im fetalen Gehirn, die durch die Beurteilung der mittleren zerebralen Arterie mit der Spitzensystolengeschwindigkeit erfasst werden kann, wobei wir einen verringerten Widerstand und einen erhöhten Fluss feststellen werden. Die Hypoxie kann auch in der Flussmetrie der Nabelgefäße beobachtet werden, wo zu Beginn ein enddiastolischer Stopp und später ein Rückfluss auftreten kann. Das Vorhandensein von fehlendem enddiastolischen Fluss (AEDF) tritt normalerweise als Folge einer Plazentainsuffizienz auf. Der Fluss in der Nabelarterie sollte unter normalen Umständen in Vorwärtsrichtung verlaufen. Wenn der Plazentawiderstand zunimmt, kann der diastolische Fluss abnehmen, später ausbleiben und schließlich umkehren

(https://radiopaedia.org/articles/absent-umbilical-arterial-end-diastolic-flow-2). ;

Das Fehlen der enddiastolischen Flussgeschwindigkeit in der fetalen Nabelarterie oder Aorta wurde mit hoher Mortalität, erhöhtem Risiko für nekrotisierende Enterokolitis und Blutungen in Verbindung gebracht.

Fazit

Da sich die Technologie weiterentwickelt, wird der Einsatz von Ultraschall für die Beurteilung der fetalen Entwicklung und des Wohlbefindens immer wichtiger. Solche Fortschritte ermöglichen es uns, Zustände früher zu erkennen und zu diagnostizieren, vorzugsweise im ersten Trimester - anders als zuvor.

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