Sonography of the Fetal CNS

Gianluigi PiluDepartment of Obstetrics and Gynecology

University of Bolognagianluigi.pilu@unibo.it

Bearbeitet von Univ.-Doz. Dr. Elisabeth Krampl-Bettelheim

elisabeth.krampl-bettelheim@meduniwien.ac.at

Sonography of the Fetal CNS

Gianluigi PiluDepartment of Obstetrics and Gynecology

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Bearbeitet von Univ.-Doz. Dr. Elisabeth Krampl-Bettelheim

elisabeth.krampl-bettelheim@meduniwien.ac.at

ISUOG EDUCATIONISUOG EDUCATION

ZNS Fehlbildungen: VorwortZNS Fehlbildungen: Vorwort

• Die pränatale Diagnose von ZNS Die pränatale Diagnose von ZNS Fehlbildungen ist einer der Hauptgründe für Fehlbildungen ist einer der Hauptgründe für Ultraschalluntersuchungen in der Ultraschalluntersuchungen in der Schwangerschaft.Schwangerschaft.

• Die Inzidenz von ZNS Fehlbildungen bei Die Inzidenz von ZNS Fehlbildungen bei Langzeit Follow-up Studien ist 1% Langzeit Follow-up Studien ist 1%

• Nur wenige werden bei der Geburt entdecktNur wenige werden bei der Geburt entdeckt

• Die pränatale Diagnose hat einen messbaren Die pränatale Diagnose hat einen messbaren Effekt auf die EpidemiologieEffekt auf die Epidemiologie

• Die pränatale Diagnose von ZNS Die pränatale Diagnose von ZNS Fehlbildungen ist einer der Hauptgründe für Fehlbildungen ist einer der Hauptgründe für Ultraschalluntersuchungen in der Ultraschalluntersuchungen in der Schwangerschaft.Schwangerschaft.

• Die Inzidenz von ZNS Fehlbildungen bei Die Inzidenz von ZNS Fehlbildungen bei Langzeit Follow-up Studien ist 1% Langzeit Follow-up Studien ist 1%

• Nur wenige werden bei der Geburt entdecktNur wenige werden bei der Geburt entdeckt

• Die pränatale Diagnose hat einen messbaren Die pränatale Diagnose hat einen messbaren Effekt auf die EpidemiologieEffekt auf die Epidemiologie

ZNS Fehlbildungen: VorwortZNS Fehlbildungen: Vorwort

• Die definitive Diagnose erfordert oft die Die definitive Diagnose erfordert oft die Untersuchung durch einen ExpertenUntersuchung durch einen Experten

• Die Beratung bei Fehlbildungen des ZNS ist Die Beratung bei Fehlbildungen des ZNS ist schwierig und sollte erst mit der Diagnose schwierig und sollte erst mit der Diagnose erfolgenerfolgen

• Die definitive Diagnose erfordert oft die Die definitive Diagnose erfordert oft die Untersuchung durch einen ExpertenUntersuchung durch einen Experten

• Die Beratung bei Fehlbildungen des ZNS ist Die Beratung bei Fehlbildungen des ZNS ist schwierig und sollte erst mit der Diagnose schwierig und sollte erst mit der Diagnose erfolgenerfolgen

Ultraschalluntersuchung des fetalen ZNS

Basisuntersuchung Neurosonogramm

Basisuntersuchung des fetalen ZNSBasisuntersuchung des fetalen ZNS

1 2

3

transventrikulär transzerebellär

Wirbelsäule

Interhemisphären-Fissur

Insel Zerebellum

Hinterhorn

Vorderhörner, Corpus callosum Cavum septi pellucidi

Corpus callosum

Vermis cerebelli

Seitenventrikel

Fetales NeurosonogrammFetales Neurosonogramm

Vorteile des Neurosonogramms gegenüber der

Basisuntersuchung

Vorteile des Neurosonogramms gegenüber der

Basisuntersuchung

• Darstellung der Mittellinienstrukturen Darstellung der Mittellinienstrukturen (Corpus callosum und Kleinhirnwurm)(Corpus callosum und Kleinhirnwurm)

• Visualisierung beider HemisphärenVisualisierung beider Hemisphären

• Bessere Auflösung aufgrund des Bessere Auflösung aufgrund des Zuganges durch die Fontanelle und Zuganges durch die Fontanelle und der höheren Schallfrequenz der höheren Schallfrequenz (Vaginalschall)(Vaginalschall)

• Erkennung von ErkrankungsmusternErkennung von Erkrankungsmustern

• Darstellung der Mittellinienstrukturen Darstellung der Mittellinienstrukturen (Corpus callosum und Kleinhirnwurm)(Corpus callosum und Kleinhirnwurm)

• Visualisierung beider HemisphärenVisualisierung beider Hemisphären

• Bessere Auflösung aufgrund des Bessere Auflösung aufgrund des Zuganges durch die Fontanelle und Zuganges durch die Fontanelle und der höheren Schallfrequenz der höheren Schallfrequenz (Vaginalschall)(Vaginalschall)

• Erkennung von ErkrankungsmusternErkennung von Erkrankungsmustern

Experten -US oder MRI?Experten -US oder MRI?

Mitte der Schwangerschaft

Spätschwangerschaft

• Beide sind untersucherabhängigBeide sind untersucherabhängig

• Bei Experten ähnliche ErgebnisseBei Experten ähnliche Ergebnisse

• MRI wird von Neuroradiologen befundetMRI wird von Neuroradiologen befundet

• Ultraschall ist besser in der Ultraschall ist besser in der Frühschwangerschaft, MRI in der Frühschwangerschaft, MRI in der SpätschwangerschaftSpätschwangerschaft

• Die Wahl der Methode ist auch bedingt Die Wahl der Methode ist auch bedingt durch die Verfügbarkeit durch die Verfügbarkeit

• Beide sind untersucherabhängigBeide sind untersucherabhängig

• Bei Experten ähnliche ErgebnisseBei Experten ähnliche Ergebnisse

• MRI wird von Neuroradiologen befundetMRI wird von Neuroradiologen befundet

• Ultraschall ist besser in der Ultraschall ist besser in der Frühschwangerschaft, MRI in der Frühschwangerschaft, MRI in der SpätschwangerschaftSpätschwangerschaft

• Die Wahl der Methode ist auch bedingt Die Wahl der Methode ist auch bedingt durch die Verfügbarkeit durch die Verfügbarkeit

Experten -US oder MRI?Experten -US oder MRI?

BasisuntersuchungBasisuntersuchung

Cavum septi pellucidi

Hinterhorn

Posterior fossa

Transventrikuläre EbeneTransventrikuläre Ebene

< 10 mm (9.9)

0

5

10

15

20

10 20 30 40

Wenn die äußere Wand nicht sichtbar ist kann der plexus chorioideus verwendet werden

Messung innen-innen

Ventrikulomegalie > 10 mm

< 10 mm

Ventrikulomegalie (> 10 mm)und assoziierte Fehlbildungen

bei 225 Feten

Ventrikulomegalie (> 10 mm)und assoziierte Fehlbildungen

bei 225 Feten

Isoliert Isoliert 69 (30%)69 (30%)Mittelliniendefekte Mittelliniendefekte

86 (38%)86 (38%)

andere andere 13 (6%)13 (6%)

NTD NTD 57 (25%)57 (25%)

Isolierte Ventrikulomegalie ist eine Ausschlussdiagnose

Kategorisierung der fetalen Ventrikulomegalie

Kategorisierung der fetalen Ventrikulomegalie

Low risk High risk

Mild10-15 mm

Severe> 15 mm

Ausnahme von der 10 mm Regel:Frühschwangerschaft

Ausnahme von der 10 mm Regel:Frühschwangerschaft

17 SSW 17 SSW 8.3 mm8.3 mm

23 SSW 23 SSW 14 mm14 mm

Diagnostische Schritte bei zerebraler Ventriculomegalie

Diagnostische Schritte bei zerebraler Ventriculomegalie

• Häufigkeit 1:100 FetenHäufigkeit 1:100 Feten

• Detaillierte Ultraschalluntersuchung mit Detaillierte Ultraschalluntersuchung mit EchokardiographieEchokardiographie

• Karyotypisierung anbieten und Toxo+CMV Karyotypisierung anbieten und Toxo+CMV ausschließenausschließen

• ? MRI im 2. oder 3. Trimenon? MRI im 2. oder 3. Trimenon

• Milde (10-12 mm) isolierte Ventrikulomegalie ist Milde (10-12 mm) isolierte Ventrikulomegalie ist die häufigste Diagnose und hat normalerweise die häufigste Diagnose und hat normalerweise keine Konsequenzenkeine Konsequenzen

• Häufigkeit 1:100 FetenHäufigkeit 1:100 Feten

• Detaillierte Ultraschalluntersuchung mit Detaillierte Ultraschalluntersuchung mit EchokardiographieEchokardiographie

• Karyotypisierung anbieten und Toxo+CMV Karyotypisierung anbieten und Toxo+CMV ausschließenausschließen

• ? MRI im 2. oder 3. Trimenon? MRI im 2. oder 3. Trimenon

• Milde (10-12 mm) isolierte Ventrikulomegalie ist Milde (10-12 mm) isolierte Ventrikulomegalie ist die häufigste Diagnose und hat normalerweise die häufigste Diagnose und hat normalerweise keine Konsequenzenkeine Konsequenzen

Das cavum septi pellucidi (CSP)Das cavum septi pellucidi (CSP)

Vorderhorn

CSP

3v

Rechteckig, unterbricht die Mittellinie im vorderen Drittel

Füllt den Raum zwischen den Vorderhörnern

Normales CSP

Großer rudimentärer Ventrikel

alobäre Holoprosenzephalie

fehlendes CSP Ventrikel kommunizieren

Agenesie des Septum pellucidum

fehlendes CSP getrennte Ventrikel

Agenesis des Corpus Callosum

Alobäre Holoprosenzephaliemit 13 Wochen

Alobäre Holoprosenzephaliemit 13 Wochen

Fehlen des Seputum pellucidum•lobäre Holoprosenzephalie•De Morsier Syndrom•Schizenzephalie•andere90% haben ein normales neurologisches Outcome(Belhocine et al: Pediatr Radiol 35: 410, 2005)

Vollständige Agenesie des Corpus callosumVollständige Agenesie des Corpus callosum

Kein CSP, erweiterter Interhemisphärenraum

Vollständige Agenesie des Corpus CallosumVollständige Agenesie des Corpus Callosum

Agenesie des Septum pellucidum und Agenesie des Corpus Callosum

Agenesie des Septum pellucidum und Agenesie des Corpus Callosum

Verbundene Vorderhörner

Geteilte Hemisphären und

Vorderhörner

Die Herausforderung: partielle Agenesie des Corpus callosumDie Herausforderung: partielle Agenesie des Corpus callosum

Normales Corpus callosum vs partielle Agenesie

Normales Corpus callosum vs partielle Agenesie

3v3v

Outcome Corpus callosum AgenesieOutcome Corpus callosum Agenesie

• Schlechte Prognose mit assoziierten Schlechte Prognose mit assoziierten AnomalienAnomalien

• 50-100 % der isolierten Fälle haben 50-100 % der isolierten Fälle haben eine normale neurologische eine normale neurologische Entwicklung mit 3 – 11 JahrenEntwicklung mit 3 – 11 Jahren

• Progressive Reduktion des Intellekts Progressive Reduktion des Intellekts über die Jahreüber die Jahre

• Die meisten brauchen spezielle Die meisten brauchen spezielle FörderungFörderung

• Schlechte Prognose mit assoziierten Schlechte Prognose mit assoziierten AnomalienAnomalien

• 50-100 % der isolierten Fälle haben 50-100 % der isolierten Fälle haben eine normale neurologische eine normale neurologische Entwicklung mit 3 – 11 JahrenEntwicklung mit 3 – 11 Jahren

• Progressive Reduktion des Intellekts Progressive Reduktion des Intellekts über die Jahreüber die Jahre

• Die meisten brauchen spezielle Die meisten brauchen spezielle FörderungFörderung

Normale Cisterna magna 2-10 mm

< 2 mm

> 10 mm

Offene Spina bifida

Eine volle Evaluierung der WBS ist Eine volle Evaluierung der WBS ist nichtnicht Gegenstand der Gegenstand der Basisuntersuchung, ein Längsschnitt Basisuntersuchung, ein Längsschnitt sollte aber immer dokumentiert sollte aber immer dokumentiert werden.werden.

Myelomeningocele MyelocelePlacode Placode

Pränatale Diagnose der offenen Spina bifida

Pränatale Diagnose der offenen Spina bifida

• Sensitivität der gezielten Untersuchung Sensitivität der gezielten Untersuchung bei 100 %bei 100 %

• Sensitivität der Basisuntersuchung ist Sensitivität der Basisuntersuchung ist varialbel, hängt auch vom mütterlichen varialbel, hängt auch vom mütterlichen AFP Screening ab.AFP Screening ab.

• Durchschnittlich bei 40% ohne AFP und Durchschnittlich bei 40% ohne AFP und 80% mit* 80% mit*

• Sensitivität der gezielten Untersuchung Sensitivität der gezielten Untersuchung bei 100 %bei 100 %

• Sensitivität der Basisuntersuchung ist Sensitivität der Basisuntersuchung ist varialbel, hängt auch vom mütterlichen varialbel, hängt auch vom mütterlichen AFP Screening ab.AFP Screening ab.

• Durchschnittlich bei 40% ohne AFP und Durchschnittlich bei 40% ohne AFP und 80% mit* 80% mit*

* Ewigman BG: New Engl J Med 329, 821, 1993 Grandjean H: Am J Obstet Gynecol 1999;181(2):446-54 Boyd PA: J Med Screen 2000;7(4):169-74;; Garne E Ultrasound Obstet Gynecol. 2004 23;25:6-11

Vermehrte Flüssigkeit in der posterior fossa

Vermehrte Flüssigkeit in der posterior fossa

Cisterna magna > 10 mm Cerebellar cleft

Megacisterna magna(ca. 1% der 18-23

SSW Feten)

Megacisterna magna(ca. 1% der 18-23

SSW Feten)

> 10 mm

normaler Vermis

> 20 SSW

< 20 SSW

Blake’s pouch cyst

Blake’s pouch cyst

Prolaps des 4. Ventrikels mit cranial-Rotation des

intakten Vermis

Megacisterna magna und Blake’s pouch cyst

Megacisterna magna und Blake’s pouch cyst

• Können mit Aneuploidien oder Können mit Aneuploidien oder anderen Anomalien assoziiert seinanderen Anomalien assoziiert sein

• Detaillierte Evaluierung der fetalen Detaillierte Evaluierung der fetalen Anatomie mit Echocardiographie und Anatomie mit Echocardiographie und Karyotyp sollen angeboten werdenKaryotyp sollen angeboten werden

• Wenn der Befund isoliert ist, normale Wenn der Befund isoliert ist, normale neurologische Entwicklung > 95% neurologische Entwicklung > 95% (Kurzzeit Follow-up)(Kurzzeit Follow-up)

• Können mit Aneuploidien oder Können mit Aneuploidien oder anderen Anomalien assoziiert seinanderen Anomalien assoziiert sein

• Detaillierte Evaluierung der fetalen Detaillierte Evaluierung der fetalen Anatomie mit Echocardiographie und Anatomie mit Echocardiographie und Karyotyp sollen angeboten werdenKaryotyp sollen angeboten werden

• Wenn der Befund isoliert ist, normale Wenn der Befund isoliert ist, normale neurologische Entwicklung > 95% neurologische Entwicklung > 95% (Kurzzeit Follow-up)(Kurzzeit Follow-up)

Cerebellar ‘cleft’

Cerebellar ‘cleft’

Blake’s pouch cyst

Vermis- hypoplasie

Dandy-Walker Malformation

Vermis Hypoplasie

Vermis Hypoplasie

Prolaps des 4. Ventrikels mit cranial-Rotation des

hypoplastischen Vermis

SSW 32 6 Monate

Dandy-Walker Malformation: cranial verlagerte Insertion des

Tentorium cerebelli

Dandy-Walker Malformation: cranial verlagerte Insertion des

Tentorium cerebelli

SSW 22

fastigiumfastigium

Twice as much vermis below the primary fissure than above

Ist der Vermis intakt?

primary fissure

Intakter vs hypoplastischer Vermis

Intakter vs hypoplastischer Vermis

Intakter Vermis Blake’s pouch cyst

Hypoplastischer Vermis

Hypoplastischer Vermis?Hypoplastischer Vermis?

Blake’s pouch cyst

Normalbefund

Hypoplastischer Vermis

Megazisterna magna

Vermishypoplasie und Dandy-Walker Malformation

Vermishypoplasie und Dandy-Walker Malformation

• Differentialdiagnose zwischen Blake’s pouch Differentialdiagnose zwischen Blake’s pouch cyst, Vermishypoplasie und Dandy-Walker cyst, Vermishypoplasie und Dandy-Walker Malformation kann schwierig seinMalformation kann schwierig sein

• Vermishypoplasie und Dandy-Walker Vermishypoplasie und Dandy-Walker Malformation sind echte Anomalien mit Malformation sind echte Anomalien mit hohem Risiko für abnorme neurologische hohem Risiko für abnorme neurologische EntwicklungEntwicklung

• Neurosonographie/MRI sind indiziertNeurosonographie/MRI sind indiziert

• Differentialdiagnose zwischen Blake’s pouch Differentialdiagnose zwischen Blake’s pouch cyst, Vermishypoplasie und Dandy-Walker cyst, Vermishypoplasie und Dandy-Walker Malformation kann schwierig seinMalformation kann schwierig sein

• Vermishypoplasie und Dandy-Walker Vermishypoplasie und Dandy-Walker Malformation sind echte Anomalien mit Malformation sind echte Anomalien mit hohem Risiko für abnorme neurologische hohem Risiko für abnorme neurologische EntwicklungEntwicklung

• Neurosonographie/MRI sind indiziertNeurosonographie/MRI sind indiziert

* Haimovici, 1997; Bronshtein, 1998; Aletebi, 1999 Serlo, 1985; Bureau, 1993; Keogan, 1994; Ulm, 1997; Ecker, 2000; Kolble, 2000; Klein, 2003;

In utero erworbene cerebrale LäsionenIn utero erworbene cerebrale Läsionen

Atrophie einer Hemisphäre

Periventrikuläre Leukomalazie

Intraventrikuläre Hämorrhagie

In utero erworbene oder spät auftretende Cerebrale Läsionen

In utero erworbene oder spät auftretende Cerebrale Läsionen

• MikrozephalieMikrozephalie

• Kortikale AnomalienKortikale Anomalien

• Ischämische LäsionenIschämische Läsionen

• Hämorrhagische LäsionenHämorrhagische Läsionen

• TumoreTumore

• Vaskuläre Malformationen Vaskuläre Malformationen

• InfektionenInfektionen

• MikrozephalieMikrozephalie

• Kortikale AnomalienKortikale Anomalien

• Ischämische LäsionenIschämische Läsionen

• Hämorrhagische LäsionenHämorrhagische Läsionen

• TumoreTumore

• Vaskuläre Malformationen Vaskuläre Malformationen

• InfektionenInfektionen

Spät auftretende AnomalienSpät auftretende Anomalien

• Die Hirnentwicklung ist zum Zeitpunkt des Die Hirnentwicklung ist zum Zeitpunkt des Organultraschalls nicht abgeschlossenOrganultraschalls nicht abgeschlossen

• Viele ZNS Anomalien sind nicht Folge einer Viele ZNS Anomalien sind nicht Folge einer gestörten Embryogenese sondern anderer gestörten Embryogenese sondern anderer pränataler Störungenpränataler Störungen

• In einem Referenzzentrum wurden 30% der In einem Referenzzentrum wurden 30% der ZNS Anomalien in der Spätschwangerschaft ZNS Anomalien in der Spätschwangerschaft nach einem normalen Organultraschall nach einem normalen Organultraschall diagnostiziert (Malinger: diagnostiziert (Malinger: UOG 2002;20:51)UOG 2002;20:51)

• Die Hirnentwicklung ist zum Zeitpunkt des Die Hirnentwicklung ist zum Zeitpunkt des Organultraschalls nicht abgeschlossenOrganultraschalls nicht abgeschlossen

• Viele ZNS Anomalien sind nicht Folge einer Viele ZNS Anomalien sind nicht Folge einer gestörten Embryogenese sondern anderer gestörten Embryogenese sondern anderer pränataler Störungenpränataler Störungen

• In einem Referenzzentrum wurden 30% der In einem Referenzzentrum wurden 30% der ZNS Anomalien in der Spätschwangerschaft ZNS Anomalien in der Spätschwangerschaft nach einem normalen Organultraschall nach einem normalen Organultraschall diagnostiziert (Malinger: diagnostiziert (Malinger: UOG 2002;20:51)UOG 2002;20:51)

Effektivität der Basisuntersuchung des fetalen ZNS zum Zeitpunkt

des Organultraschalls

Effektivität der Basisuntersuchung des fetalen ZNS zum Zeitpunkt

des Organultraschalls

• Negativer Scan bei Negativer Scan bei Niedrigrisikopatientin: minimales Niedrigrisikopatientin: minimales Risiko für ZNS Anomalie (?< 1:1000) Risiko für ZNS Anomalie (?< 1:1000)

• Studien belegen eine Sensitivität > Studien belegen eine Sensitivität > 80% (Kein long term follow up und 80% (Kein long term follow up und keine systematische Ermittlung keine systematische Ermittlung intracranialer Anomalien)intracranialer Anomalien)

• Sensitivität für Spina bifida 80% mit Sensitivität für Spina bifida 80% mit AFP, < 50% ohne AFPAFP, < 50% ohne AFP

• Negativer Scan bei Negativer Scan bei Niedrigrisikopatientin: minimales Niedrigrisikopatientin: minimales Risiko für ZNS Anomalie (?< 1:1000) Risiko für ZNS Anomalie (?< 1:1000)

• Studien belegen eine Sensitivität > Studien belegen eine Sensitivität > 80% (Kein long term follow up und 80% (Kein long term follow up und keine systematische Ermittlung keine systematische Ermittlung intracranialer Anomalien)intracranialer Anomalien)

• Sensitivität für Spina bifida 80% mit Sensitivität für Spina bifida 80% mit AFP, < 50% ohne AFPAFP, < 50% ohne AFP

Sonographie des fetalen ZNSSonographie des fetalen ZNS

• Unterschiedliche Levels der ExpertiseUnterschiedliche Levels der Expertise

• Einige Anomalien können zum Zeitpunkt des Einige Anomalien können zum Zeitpunkt des Screenings nicht entdeckt werden Screenings nicht entdeckt werden

• Zunehmende Rolle des MRIZunehmende Rolle des MRI

• Gelegentliche Darstellung ungewöhnlicher Gelegentliche Darstellung ungewöhnlicher Befunde mit unklaren klinischen Befunde mit unklaren klinischen Konsequenzen bewirken Schwierigkeiten bei Konsequenzen bewirken Schwierigkeiten bei Beratung und ManagementBeratung und Management

• Unterschiedliche Levels der ExpertiseUnterschiedliche Levels der Expertise

• Einige Anomalien können zum Zeitpunkt des Einige Anomalien können zum Zeitpunkt des Screenings nicht entdeckt werden Screenings nicht entdeckt werden

• Zunehmende Rolle des MRIZunehmende Rolle des MRI

• Gelegentliche Darstellung ungewöhnlicher Gelegentliche Darstellung ungewöhnlicher Befunde mit unklaren klinischen Befunde mit unklaren klinischen Konsequenzen bewirken Schwierigkeiten bei Konsequenzen bewirken Schwierigkeiten bei Beratung und ManagementBeratung und Management