Routinemäßige Bildgebung des Frühhirns

Evidenzbasierter Ansatz für den Einsatz von Neuroimaging bei Frühgeborenen

Oktober 2021
Routinemäßige Bildgebung des Frühhirns
Einführung

Für die Beurteilung des Frühgeborenen ist es wichtig, das Vorliegen und Ausmaß einer Hirnschädigung festzustellen. Bei Frühgeborenen besteht ein erhebliches Risiko für intraventrikuläre Blutungen (IVH), periventrikuläre Leukomalazie (PVL), posthämorrhagische ventrikuläre Dilatation und andere neurologische Läsionen, die bildgebende Folgen haben können oder auch nicht.

Durch Neuroimaging kann der Neonatologe Interventionen einleiten, unterstützende Maßnahmen planen und das Risiko einer künftigen neurologischen Verschlechterung einschätzen.

Im Jahr 1968 beschrieb Abraham Towbin1 den häufigen Befund einer IVH bei Autopsien von Frühgeborenen, wobei Anomalien fast überall bei Geborenen unter der 28. Schwangerschaftswoche auftraten.

Zehn Jahre später beschrieben Papile et al.2 Computertomographiebefunde (CT) bei 46 aufeinanderfolgenden Säuglingen mit sehr niedrigem Geburtsgewicht (VLBW) und zeigten eine viel höhere Inzidenz von IVH als klinisch vermutet.

In diesem Bericht wurden vier verschiedene Blutungsgrade beschrieben: „Grad I: subependymale Blutung, Grad II: intraventrikuläre Blutung ohne ventrikuläre Dilatation, Grad III: intraventrikuläre Blutung mit ventrikulärer Dilatation und Grad IV: intraventrikuläre Blutung mit parenchymaler Blutung.“

Seit dem ersten Bericht wurde Papiles Klassifizierung auf Grad I geändert, was auf minimale HIV-Infektion hinweist; Grad II, wobei IVH 10 bis 50 % der ventrikulären Fläche einnimmt; Grad III, der eine IVH mit > 50 % der ventrikulären Fläche darstellt; und schließlich eine Parenchymblutung, die höchstwahrscheinlich auf einen venösen hämorrhagischen Infarkt zurückzuführen ist.3

Diese Ergebnisse führten zu einer der ersten Ergebnisstudien4, in der die Autoren den Zusammenhang zwischen größeren Entwicklungsstörungen und neuromotorischen Behinderungen mit dem Befund einer schwereren IVH (Grad III und IV) bei der Computertomographie im dritten und zehnten Lebenstag beschrieben .

Basierend auf diesen und anderen Studien veröffentlichte die American Academy of Neurology (AAN) im Jahr 2002 Praxisparameter, die ein universelles kraniales Ultraschall-Screening für alle Babys vorschlagen, die in weniger als 30 Schwangerschaftswochen geboren wurden.5 Die AAN empfahl außerdem, dass das Ultraschall-Erstscreening 7 bis 7 Tage vor der Geburt durchgeführt werden sollte 14 Tage nach der Geburt und in einem korrigierten Alter kurz vor der Geburt wiederholt.

Im Jahr 2001 empfahl die Canadian Pediatric Society, alle Säuglinge, die in weniger als 32 Schwangerschaftswochen geboren wurden, zwei Wochen nach der Geburt zu untersuchen und sechs Wochen später erneut zu untersuchen.6

Seit der Veröffentlichung dieser Leitlinien haben sich die Möglichkeiten der Schädelultraschalluntersuchung weiterentwickelt, und moderne Ultraschalltechnologie kann nun zusammen mit der Verwendung zusätzlicher akustischer Fenster ein gutes strukturelles Bild des Gehirns des Frühgeborenen liefern.7

Durch die Computertomographie  (CT) ist es möglich, Bilder des gesamten Gehirns zu erhalten. Dies hat zu Verbesserungen beim Schädelultraschall sowie bei der Magnetresonanztomographie (MRT) geführt, die bessere Details liefert und den Einsatz ionisierender Strahlung vermeidet.8 Der routinemäßige Einsatz der MRT zum Screening von Frühgeborenen hat sich jedoch als fraglich erwiesen die Kampagne „Choosing Wisely“ der American Academy of Pediatrics (AAP).9

Ziel dieses klinischen Berichts war es , Klinikern einen evidenzbasierten Ansatz für den Einsatz von Neuroimaging bei Frühgeborenen zu bieten.

Erste Screening-Untersuchungen

Beim VLBW-Säugling (d. h. mit einem Geburtsgewicht < 1500 g) besteht ein hohes Risiko für  eine intraventrikuläre Blutung  (IVH) und eine Keimmatrixblutung sowie für eine ischämische Schädigung der weißen Substanz, wie durch kraniale Ultraschalluntersuchungen festgestellt wird.

Das Risiko einer schweren HIV-Infektion hängt umgekehrt vom Gestationsalter ab, wobei Babys, die in der weniger als 24. Schwangerschaftswoche geboren werden, am stärksten gefährdet sind.10

Im Jahr 2017 ergab die Datenbank des Vermont Oxford Network eine Gesamt-HIV-Inzidenz von 24,6 % und eine Rate schwerer HIV-Infektionen von 8,1 %, definiert als Grad III oder IV, bei mehr als 50.000 VLBW-Säuglingen.11

In einer Umfrage der California Quality Perinatal Care Collaborative hatten 63 % der Babys, die in der 22. bis 23. 6/7 Schwangerschaftswoche geboren wurden, HIV, wobei 36 % eine schwere HIV-Infektion aufwiesen.12 Diese Inzidenz sank auf 14 % der Babys im Gestationsalter bei der Geburt in der 30. bis 31. 6/7 Woche mit einer HIV-Infektion und 1,4 % mit einer schweren HIV-Infektion.

Weniger schwere HIV-Stufen (Stufe I und II) haben möglicherweise einen geringeren prognostischen Einfluss auf die klinischen Ergebnisse. In einer Studie des National Institute of Child Health and Development mit 1.472 Säuglingen, die im Gestationsalter von weniger als 27 Wochen geboren wurden,13 gab es keine signifikanten Unterschiede in den neurologischen Entwicklungsergebnissen im Alter von 18 bis 22 Monaten zwischen Säuglingen mit und ohne geringgradige Blutung. .

PVL ist eine Störung der periventrikulären weißen Substanz des Gehirns, die zystischer oder diffuser Natur sein kann. Die meisten zystischen LPVs treten bei Säuglingen auf, die zwischen der 26. und 30. Schwangerschaftswoche geboren wurden, und äußern sich zunächst als erhöhte periventrikuläre Echogenität mit zystischer Entwicklung im Laufe einiger Wochen.

Periventrikuläre hämorrhagische Infarkte (PVHI) (früher IVH-Grad 4) treten hauptsächlich bei Säuglingen auf, die in der 26. Schwangerschaftswoche geboren werden14 und selten bei Säuglingen, die nach der 30. Schwangerschaftswoche geboren werden.15

Ein periventrikulärer hämorrhagischer Infarkt (PVHI) ist eine Parenchymläsion, die im Allgemeinen mit einer großen IVH einhergeht und nach derzeitigem Kenntnisstand vermutlich durch einen venösen Infarkt verursacht wird. Ein IHPV ist nicht, wie bisher angenommen, eine Erweiterung der IVH im Parenchym.

Der Schweregrad der IVH bei den unreifsten Säuglingen steht im Einklang mit den Veränderungen in der Entwicklung der subependymalen Keimmatrix, da ihre Größe von 2,5 mm beim Frühgeborenen in der 24. Woche bis zu ihrer Rückbildung in der etwa 36. Woche abnimmt. Gestationsalter.3

Aus diesen und anderen Gründen, die sich auf die Gefäßintegrität auswirken, besteht bei mittelschweren und späten Frühgeborenen (geboren zwischen der 32. und 36. 6./7. Schwangerschaftswoche) ein geringeres Risiko einer erheblichen intrakraniellen Verletzung.

In einer retrospektiven Studie mit mittelmäßig Frühgeborenen, die zwischen der 29. und 33. Schwangerschaftswoche geboren wurden, wurden 60 % einer Kohorte von 7.021 Säuglingen einer Bildgebung unterzogen, und 15 % dieser 4.184 Säuglinge wiesen Anomalien im Ultraschall auf.16 Die Raten von IVH und zystischem LPV betrugen 1,7 % bzw. 2,6 % in dieser Population.15

Die Autoren stellten fest, dass niedrige Apgar-Werte, mütterliche Risikofaktoren, ein Mangel an pränatalen Steroiden und eine vaginale Entbindung mit Ultraschallanomalien, einschließlich intrakranieller Blutung, PVL und Ventrikulomegalie, verbunden waren.

Das Vorhandensein von Risikofaktoren wie einer abnormalen neurologischen Untersuchung, einer intrauterinen Wachstumsbeschränkung, einem abnormalen Kopfumfang, niedrigen Apgar-Werten und der Notwendigkeit einer Beatmung oder eines Tensids erhöhte die Wahrscheinlichkeit, eine Anomalie zu erkennen, in einer Gruppe reiferer Frühgeborener, die zwischen 33 und 36 Jahren geboren wurden, um das Vierfache Schwangerschaftswochen.17

In einer ähnlichen Studie kam es bei Säuglingen, die in der 30. Schwangerschaftswoche geboren wurden und bei denen signifikante US-Anomalien festgestellt wurden, typischerweise zu klinisch bedeutsamen Ereignissen wie Plazentalösung, Krampfanfällen, Hypotonie und Hydrozephalus, was eine Studie mit kranialem US rechtfertigte.18

Auch bei den unreifsten Frühgeborenen spielen Risikofaktoren eine Rolle. In einer Studie mit 303 Säuglingen, die in der <30. Schwangerschaftswoche geboren wurden, benötigten keine asymptomatischen Säuglinge eine klinische Intervention, basierend ausschließlich auf Ultraschalluntersuchungen, die am 7. bis 14. Tag durchgeführt wurden.19 Alle Säuglinge, die klinische Interventionen erforderten, wiesen auslösende Faktoren auf. Ultraschall, einschließlich Anämie, metabolische Azidose, Lungenblutung und Hypotonie.

Ähnliche Ergebnisse wurden für Säuglinge berichtet, die in der 32. Schwangerschaftswoche geboren wurden und Risikofaktoren für schwere IVH aufweisen, darunter Mangel an pränatalen Steroiden, Geburtsstatus, Asphyxie, erhebliche Azidose und/oder Hypotonie.10

Daher ist das Risiko einer schweren HIV-Infektion mit einem Gestationsalter ≤ 30 Wochen verbunden, wobei das Risiko bei Babys, die in der < 24. Schwangerschaftswoche geboren werden, höher ist. Säuglinge, die in der 30. Schwangerschaftswoche geboren werden, haben ein geringes Risiko einer schweren HIV-Infektion, es sei denn, sie weisen zusätzliche klinische Risikofaktoren auf.

Zeitpunkt des Auftretens von HIV

Die überwiegende Mehrheit der IVHs bei Frühgeborenen tritt innerhalb der ersten drei Lebenstage auf.20-24 Davon treten etwa 50 % der Blutungen innerhalb der ersten fünf Stunden und etwa 70 % innerhalb der ersten 24 Lebensstunden auf. Nach 7 Tagen sind 95 % der HIV-Infektionen aufgetreten, wobei ein kleiner Prozentsatz nach 7 bis 10 Tagen auftritt.21,22

In einer Analyse von Säuglingen, die wegen eines posthämorrhagischen Hydrozephalus einen neurochirurgischen Eingriff benötigten, lag das durchschnittliche Alter der Entwicklung einer IVH bei 2 Tagen, wobei eine Ventrikulomegalie nach 3 Lebenstagen auftrat.24

In dieser Studie wurden zeitgesteuerte neurochirurgische Eingriffe drei Wochen nach der Entwicklung einer IVH durchgeführt. Daher wird eine häufige Überwachung einer signifikanten IVH bis zur Auflösung oder Stabilisierung wahrscheinlich die Bestimmung der ventrikulären Dilatation und eines möglichen Behandlungsbedarfs ermöglichen.

Wiederholung des Gehirnbildes

PVL kann zunächst während der ersten Lebenswoche bei VLBW-Säuglingen als erhöhte Echogenität der periventrikulären weißen Substanz beobachtet werden, die manchmal als echogener „Flare“ beschrieben wird. Da die periventrikuläre weiße Substanz normalerweise eine leicht erhöhte Echogenität aufweisen kann, kann der echogene Plexus choroideus als interner Vergleich für diese erhöhte Echogenität herangezogen werden.25

Die normale periventrikuläre weiße Substanz sollte weniger echogen sein als der Plexus choroideus. Diese Bereiche mit abnormaler weißer Substanz können im Ultraschall innerhalb von 2 bis 5 Wochen zystisch werden und/oder aufgrund des Volumenverlusts der weißen Substanz eine Ventrikulomegalie verursachen, die bei wiederholter Ultraschalluntersuchung im Alter, das dem Alter entspricht, sichtbar sein kann (TEA).

Angesichts dieser Ergebnisse empfahl die Canadian Pediatric Society ein Screening im Alter von 6 Wochen, während die AAN eine Studie in naher Zukunft vorschlug.5,6 Diese vorgeschlagenen variablen Zeitrahmen können zu unterschiedlichen Studienzeiten bei Frühgeborenen führen.

Da ein Screening nach 4 bis 6 Wochen für die Identifizierung von LPV empfindlich ist und zeitäquivalente Ultraschallbefunde mit negativen Auswirkungen auf die neurologische Entwicklung verbunden sind, wird ein Screening in beiden Zeiträumen empfohlen.

Sequentielle Ultraschalluntersuchungen scheinen bei der Identifizierung von Läsionen im Zusammenhang mit Zerebralparese die beste Leistung zu erbringen. Bei Säuglingen mit Zerebralparese wurde bei fast einem Drittel eine LPV im Ultraschall nach der vierten Lebenswoche festgestellt.26

Von den 12.739 Frühgeborenen, die im Alter von 4 Wochen und erneut in der Nähe von TSE untersucht wurden, hatten 14 % zystisches LPV, das nur in der frühen Bildgebung sichtbar war und zum Zeitpunkt der nachfolgenden Studie abgeklungen war.27

Eine Subgruppenanalyse ergab, dass bei Säuglingen, die in der 26. Schwangerschaftswoche geboren wurden, 18,5 % der PVL-Fälle bei einer einzigen Ultraschalluntersuchung bei TSE übersehen wurden. Eine Folgestudie zeigte jedoch, dass Säuglinge, die zu irgendeinem Zeitpunkt in der Ultraschallbildgebung zystisches LPV aufwiesen, ein signifikant höheres primäres Ergebnis eines späten Todes oder einer beeinträchtigten neurologischen Entwicklung aufwiesen als Säuglinge, bei denen dieser Befund nie auftrat.28

Selbst wenn es sich um vorübergehende Befunde handelt, ist daher bei Säuglingen mit zystischem LPV eine engmaschige Nachbeobachtung erforderlich, um neurologische Entwicklungsveränderungen zu beurteilen. Es wird empfohlen, über Ergebnisse der Neurobildgebung und Nachsorgepläne zwischen stationären und ambulanten Fachkräften zu kommunizieren.

Standardtechnik für die kraniale Ultraschallbildgebung

Schädelultraschall nutzt traditionell die vordere Fontanelle als akustisches Fenster und muss von einem Sonographen durchgeführt werden, der vom American Registry of Diagnostic Medical Sonography zertifiziert ist. Gehirnbilder werden in der Koronarebene mit Ansichten von vorne nach hinten und in der Sagittalebene mit geeigneter Links- und Rechtswinkelung aufgenommen.7,29

Die Verwendung der hinteren Fontanelle kann eine detailliertere Beurteilung der periventrikulären weißen Substanz und der Hinterhauptslappen ermöglichen. Diese Ansichten ermöglichen eine hervorragende Visualisierung der supratentoriellen Strukturen, jedoch eingeschränkte Ansichten der hinteren Schädelgrube und des Kleinhirns.

Es hat sich gezeigt, dass das Kleinhirn eine häufige Verletzungsstelle ist, wobei bei bis zu 9 % der Frühgeborenen, die durch entsprechend durchgeführte Ultraschalluntersuchungen diagnostiziert wurden, erhebliche Blutungen auftreten.30,31 Aus diesem Grund wird eine zusätzliche Bildgebung mittels Ultraschall empfohlen. der Mastoidfontanelle .

Bei begrenzter Kleinhirnblutung war die Bildempfindlichkeit bei Aufnahmen des Mastoids deutlich besser (86 %), als wenn nur die vordere Fontanelle ausgewertet wurde (16 %).32 Mikroblutungen des Kleinhirns können mit Mastoidaufnahmen jedoch nicht erkannt werden, was nur bei ihnen der Fall ist mit MRT sichtbar gemacht. Abgesehen von Blutungen ist die Kleinhirnhypoplasie auch mit motorischen und kognitiven Defiziten verbunden.31

Obwohl die meisten Fälle von Kleinhirnhypoplasie mit einer Schädigung der weißen Substanz des Gehirns in Verbindung gebracht werden, spielen andere Faktoren, darunter genetische und neurodegenerative Syndrome, Medikamente, Schlaganfall und Ernährung, eine Rolle beim Kleinhirnwachstum und beeinflussen die neurologischen Ergebnisse. Daher kann die Bildgebung des Kleinhirns im Rahmen der Ultraschall-Screening-Untersuchung einen wichtigen diagnostischen und prognostischen Wert haben.

Die Hinzufügung hochauflösender linearer Farbdopplerbilder , die durch die vordere Fontanelle aufgenommen wurden, kann zur Beurteilung der Durchgängigkeit des Sinus sagittalis superior verwendet werden. Wenn Bedenken hinsichtlich einer Sinusvenenthrombose bestehen, können die hinteren und mastoiden Fenster auch bei der Beurteilung der Sinus sagittalis und transversus hilfreich sein.

Viele Zentren messen auch den Widerstandsindex der vorderen Hirnarterie als Marker für die Gefäßcompliance und zur Dokumentation normaler Wellenformen und des diastolischen Flusses.

Magnetresonanz

Die MRT erfreut sich zunehmender Beliebtheit als Methode zur Erkennung von Hirnverletzungen bei Frühgeborenen.

Die MRT liefert das detaillierteste Bild des Gehirns und vermeidet die mit der CT verbundenen Strahlenrisiken.33

Die spezifischen Absorptionsraten (ein Maß für die Stärke hochfrequenter Felder) bei Patienten, die sich einer MRT-Untersuchung unterziehen, scheinen bei Neugeborenen viel niedriger zu sein als bei Erwachsenen und liegen in einem sicheren und akzeptablen Bereich.34

MRT-Studien können in der Frühgeborenen-TSE-Population ohne den Einsatz von Beruhigungsmitteln erfolgreich durchgeführt werden.35,36 Protokolle, die darauf basieren, das Baby 20 bis 30 Minuten vor der Untersuchung zu füttern und zu wickeln, um die Gesamtbewegung einzuschränken, konnten eine erhebliche Sedierung erfolgreich vermeiden meiste Fälle.

Mit der Verwendung von MRT ohne Sedierung und der zunehmenden Verfügbarkeit kompatibler Geräte sind diese Bilder erschwinglicher geworden. Es besteht jedoch weiterhin Kontroverse darüber, welche Kinder TSE-MRT-Untersuchungen erhalten sollten.

Abnormale Ergebnisse der TSE-MRT bei einer Gruppe von Säuglingen, die in der Schwangerschaftswoche <30 geboren wurden, haben gezeigt, dass diese Studie psychomotorische Retardierung und Zerebralparese im Alter von 2 Jahren vorhersagen kann.37 Der Vorhersagewert der TSE-MRT für neurokognitive Ergebnisse im Schulalter ist weniger klar .

In einer Studie wurde berichtet, dass ein abnormales TSE-Gehirn-MRT negative Auswirkungen auf die neurologische Entwicklung im Alter von 7 Jahren vorhersagte.38 Dieser Zusammenhang mit negativen Auswirkungen auf die neurologische Entwicklung im Alter von 7 Jahren war besonders auffällig bei Anomalien der weißen Substanz, der tiefen grauen Substanz und des Kleinhirns.

Andere Studien haben jedoch berichtet39,40 dass die Ergänzung der MRT zur frühen und späten kranialen Ultraschalluntersuchung die Vorhersage einer schweren geistigen Behinderung oder einer neurologischen Entwicklungsstörung im Alter zwischen 6 und 7 Jahren nicht verbesserte.

Es hat sich auch nicht gezeigt, dass die Durchführung einer Routine-MRT einen signifikanten klinischen Effekt auf mütterliche Angstzustände oder eine Verbesserung der Lebensqualität hat, auch wenn dadurch die Pflegekosten steigen könnten.41 Wie die Kampagne „Choosing Wisely“ festgestellt hat,9 gibt es keine ausreichenden Belege für eine Routine-MRT des Gehirns Eine TSE-Erkrankung kann die langfristigen Ergebnisse verbessern, und die Auswirkungen, die die Ergebnisse auf eine einzelne Familie haben können, sind möglicherweise nicht vorhersehbar.42,43

Empfehlungen
  • Es wird empfohlen, Säuglinge mit einem Gestationsalter von ≤ 30 Wochen und bestimmte Säuglinge mit einem Gestationsalter von > 30 Wochen, bei denen aufgrund identifizierter Risikofaktoren ein erhöhtes Risiko für Hirnverletzungen besteht, mittels Ultraschall auf HIV zu untersuchen. kranial ordnungsgemäß durchgeführt. Zu diesen Risikofaktoren können unter anderem eine Plazentalösung, die Notwendigkeit einer intensiven Wiederbelebung, eine Hypotonie, die Vasopressoren erfordert, eine schwere Azidose, eine längere mechanische Beatmung, eine bestätigte Sepsis oder ein Pneumothorax gehören.
     
  • Für Babys, die im Gestationsalter ≤ 30 Wochen geboren wurden, wird ein Screening mit routinemäßigem Schädelultraschall zwischen dem 7. und 10. Lebenstag empfohlen. Bei Säuglingen mit klinischen Anzeichen und Symptomen, die auf eine schwere Hirnschädigung hinweisen, kann ein Screening vor dem siebten Lebenstag angezeigt sein. Es wird empfohlen, die Ultraschalluntersuchung im Alter von 4 bis 6 Wochen und bei TSE oder vor der Entlassung aus dem Krankenhaus zu wiederholen.
     
  • Es wird empfohlen, bei Säuglingen mit abnormalen Schädelbefunden im Ultraschall wiederholte serielle Schädelultraschalluntersuchungen durchzuführen, je nach klinischer Indikation basierend auf dem chronologischen Alter und dem Gestationsalter.
     
  • Das Standard-Ultraschallscreening des Schädels umfasst Ansichten der vorderen und mastoiden Fontanellen. Für zusätzliche Informationen kann eine Bildgebung der hinteren Fontanelle und der Gefäße durchgeführt werden.
     
  • Die CT gilt nicht mehr als Teil der routinemäßigen Frühbildgebung des Gehirns.
     
  • Basierend auf den verfügbaren Erkenntnissen ist die MRT bei Säuglingen, die im Alter von <30 Schwangerschaftswochen geboren wurden, nicht als Routineverfahren indiziert. Für Hochrisiko-Säuglinge kann eine MRT anstelle einer TSE angeboten werden, nachdem mit der Familie über die Einschränkungen dieses Tests zur Abschätzung der Langzeitprognose gesprochen wurde. Wenn möglich, wird empfohlen, die MRT des Gehirns ohne Kontrastmittel im nicht sedierten Zustand unter Verwendung einer „Feed-and-Tuck“-Technik durchzuführen.