Die Geschichte der Bildgebung in der Geburtshilfe

Lernziele:

Nach der Lektüre des Artikels und der Teilnahme am Test wird der Leser in der Lage sein:

• ■ Erläutern Sie, wie technologische Veränderungen im Laufe der Zeit die bildgebende Diagnostik beeinflusst haben

• ■ Geben Sie an, wie vergangene Innovationen zur heutigen Praxis der Radiologie geführt haben

• Beschreiben Sie, wie bildgebende Verfahren und bildgebungsgeführte Therapien dieTherapien bei der Patientenversorgung helfen können

Akkreditierungs- und Bezeichnungserklärung

Der RSNA ist vom Accreditation Council for Continuing Medical Education (ACCME) akkreditiert, um medizinische Fortbildung für Ärzte anzubieten. Der RSNA weist diese auf einer Zeitschrift basierende Aktivität für maximal 1,0 AMA PRA Kategorie 1 CreditTM aus. Ärzte sollten nur den Credit beanspruchen, der dem Umfang ihrer Teilnahme an der Aktivität entspricht.

Disclosure Statement

Der ACCME verlangt, dass der RSNA als akkreditierter Anbieter von CME für diese Aktivität unterschriebene Offenlegungserklärungen von den Autoren, Herausgebern und Gutachtern erhält. Für diese CME-Aktivität, die in einer Fachzeitschrift veröffentlicht wird, sind die Offenlegungserklärungen der Autoren am Ende dieses Artikels aufgeführt.

Einführung

Vor der Entdeckung der Röntgenstrahlen und ihrer Einführung in die Medizin vor etwas mehr als einem Jahrhundert hatten die Geburtshelfer nur wenig Wissen darüber, was im Inneren der Gebärmutter vor sich ging. Von diesem Zeitpunkt an bis zur Entwicklung der medizinischen Ultraschalluntersuchung (US) in den 1960er Jahren blieb die Bildgebung der Schwangerschaft und des sich entwickelnden Fötus primitiv. Mit den Fortschritten in der Sonographietechnik wurden die Anwendungsmöglichkeiten in der Geburtshilfe drastisch erweitert. Mit zwei- und dreidimensionalen (3D) Echtzeit-Scans und Spektral- und Farbdoppler-Sonographie liefert die US detaillierte Bilder des Fötus, der Plazenta, der Nabelschnur, des Uterus, des Gebärmutterhalses und der Adnexe sowie eine dynamische Visualisierung des fetalen Herzens, der fetalen Bewegungen und der fetalen Atemmuster. Zwar wurden auch andere bildgebende Verfahren zur Darstellung der schwangeren Patientin eingesetzt, doch keines bietet die Sicherheit, Vielseitigkeit und Auflösung, die der US-Bildgebung entspricht.

Bis in die 1980er Jahre spielten Radiologen eine sehr zentrale Rolle in der Forschung und klinischen Praxis der geburtshilflichen Bildgebung. Das begann sich vor 2-3 Jahrzehnten zu ändern, zum Teil, weil die Kosten und die strahlenbedingten regulatorischen Hürden für den Einstieg in dieses Gebiet recht niedrig wurden. Seit etwa 1990 stammt ein Großteil der Innovationen in der geburtshilflichen US-Bildgebung von Geburtshelfern und anderen Nicht-Radiologen, und die Zahl der Veröffentlichungen in diesem Bereich, die in Radiology und anderen allgemeinen radiologischen Fachzeitschriften erscheinen, ist erheblich zurückgegangen.

In diesem Rückblick auf die Geschichte der Bildgebung bei schwangeren Patientinnen wird der frühere und heutige Stand der verschiedenen diagnostischen Bildgebungstechnologien dargestellt. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der US-Bildgebung, da sie den Großteil der Bildgebung in der Schwangerschaft ausmacht.

Geschichte der bildgebenden Verfahren in der Geburtshilfe

Radiographie

Der Nutzen der Radiographie bei schwangeren Frauen wurde erstmals auf der neunten Jahrestagung der Radiological Society of North America (RSNA) in Rochester, Minn, im Dezember 1923 vorgestellt und 1924 von Dorland, einem Geburtshelfer/Gynäkologen von der Loyola University in Chicago, Illinois (1), sowie von Stein und Arens, beide Geburtshelfer/Gynäkologen vom Michael Reese Hospital in Chicago (2), in der Zeitschrift Radiology veröffentlicht. In diesen frühen Studien beschrieben die Autoren die Verwendung von Röntgenbildern zur Bestätigung der Schwangerschaft durch Darstellung der fetalen Knochenstrukturen, zur Beurteilung der fetalen Position (Abb. 1), zur Schätzung des Schwangerschaftsalters und zur Diagnose fetaler Knochenanomalien wie der Achrondroplasie. Darüber hinaus berichteten sie, dass sie das mütterliche Becken mit Hilfe der Röntgenaufnahme auf Deformationen untersuchen, die eine Behinderung der Wehen verursachen könnten. Wie auch Edling (3) wiesen sie auf die technischen Schwierigkeiten bei der Darstellung der fetalen Strukturen hin, die durch die mütterliche Wirbelsäule und die Beckenknochen sowie die mütterliche Adipositas verdeckt werden (1-3). Zu diesem Zeitpunkt in der Geschichte der Röntgenstrahlen waren keine schädlichen Auswirkungen auf den Fötus bekannt (2).

Abbildung 1:

Im Laufe der nächsten zwei Jahrzehnte kamen Bedenken auf, dass Röntgenstrahlen den Fötus schädigen könnten (4,5). Murphy (4) berichtete über eine erhöhte Rate an schweren Missbildungen, einschließlich Mikrozephalie und Entwicklungsverzögerungen, bei Neugeborenen von Frauen, die nach der Empfängnis bestrahlt wurden, im Vergleich zu denen, die vor der Empfängnis bestrahlt wurden. Er empfahl, die Strahlenbelastung während der Schwangerschaft zu minimieren und auf diagnostische, nicht therapeutische Röntgenstrahlen zu beschränken. Auf der Grundlage von Tierversuchen kamen Russell und Russell (5) zu dem Schluss, dass der Embryo wahrscheinlich sehr anfällig für Fehlbildungen ist, wenn er Strahlung ausgesetzt ist, selbst bei niedrigen Dosen, insbesondere während der kritischen frühen Entwicklungsphase von 4 bis 8 Schwangerschaftswochen. Hohe Dosen könnten zu Fehlgeburten führen. Sie empfahlen, eine Strahlenexposition zu vermeiden, wenn eine Patientin schwanger sein könnte, und sprachen sich dafür aus, das Becken von Frauen abzuschirmen, die sich einer Röntgenaufnahme von anderen Bereichen als dem Becken unterziehen.

Trotz dieser Warnungen wurden Röntgenaufnahmen weiterhin für die mütterliche Beckenmessung und die fetale Schädelmessung verwendet, um Komplikationen bei der Geburt zu vermeiden, wenn der Fötus aufgrund einer Schädel-Becken-Disproportion zu groß war, um durch den Geburtskanal zu passen (6-8). Darüber hinaus wurden verschiedene andere diagnostische Anwendungen untersucht. Dazu gehörte der Versuch, die Lage der Plazenta zu bestimmen, um tief liegende Plazentas zu diagnostizieren (9,10), und die Amniotographie (Abb. 2), bei der Kontrastmittel in die Fruchthöhle eingebracht wurde, um das fetale Schlucken zu beurteilen, das fetale Absterben zu diagnostizieren (11) und Molarschwangerschaften zu erkennen (12). Die Röntgenamnographie wurde auch für fetale Bluttransfusionen in den fetalen Bauchraum verwendet, indem Kontrastmittel im fetalen Darmtrakt sichtbar gemacht wurde, um die Injektionsstelle zu lokalisieren (13).

Abbildung 2a:

Abbildung 2b:

Abbildung 2c:

Abbildung 2d:

Bis 1975 waren eindeutige Beweise dafür zusammengetragen worden, dass die Strahlenbelastung während der Schwangerschaft zu Fehlgeburten führt, schwerwiegende schädliche Auswirkungen auf den Fötus hat, einschließlich eines erhöhten Risikos für Leukämie und andere bösartige Erkrankungen, und das Geschlechterverhältnis des Neugeborenen verändert (14). Etwa zur gleichen Zeit entwickelte sich die US-Technik als alternative Methode zur Bildgebung bei schwangeren Patientinnen, so dass die Verwendung von Röntgenstrahlen bei diesen Patientinnen rasch zurückging.

Die Radiographie wird während der Schwangerschaft bei nicht geburtshilflichen Indikationen weiterhin eingesetzt, allerdings mit Vorsicht. Im Allgemeinen wird versucht, eine Exposition während der Frühschwangerschaft zu vermeiden, und das Becken wird, wann immer möglich, abgeschirmt (15).

Szintigraphie

Mit Ausnahme einiger weniger Studien in den 1960er Jahren, in denen Indium 113m (Abb. 3) oder radioaktives jodiertes Humanserumalbumin zur Bestimmung der Plazenta verwendet wurde (16-18), wurden bei geburtshilflichen Patientinnen kaum nuklearmedizinische Bildgebungsverfahren eingesetzt. In den 1960er Jahren nutzten einige Ärzte das Radioisotopen-Scanning zur Lokalisierung der Plazenta vor der Amniozentese (13). Diese diagnostischen Ansätze haben sich nie durchgesetzt.

Abbildung 3:

CT-Bildgebung

Die Computertomographie (CT) wurde etwa zur gleichen Zeit weithin verfügbar, als die US als bildgebendes Verfahren aufkam. Wegen der Risiken der Strahlenbelastung wurde die CT bisher nur selten zur Untersuchung der Schwangerschaft oder des Fötus eingesetzt. In einer Studie wurde gezeigt, dass die Niedrigdosis-CT (Abb. 4) anstelle der konventionellen Röntgenuntersuchung eine genaue Methode zur Beurteilung der Disproportion des Kopfes und des Beckens darstellt (19). Diese Technik wird jedoch nur selten eingesetzt.

Abbildung 4a:

Abbildung 4b:

Trotz zunehmender Warnungen vor der Strahlenbelastung des Fötus hat die Anwendung der CT in der Schwangerschaft in den letzten zehn Jahren bei Indikationen, die nicht mit der Schwangerschaft selbst zusammenhängen, stark zugenommen. Eine Einrichtung meldete eine Verfünffachung des CT-Einsatzes bei Schwangeren zwischen 1997 und 2006, während die Raten anderer bildgebender Verfahren, die mit ionisierender Strahlung verbunden sind, wie z. B. Röntgenaufnahmen und nuklearmedizinische Untersuchungen, nur geringfügig zunahmen (15).

MR-Bildgebung

Die Magnetresonanztomographie (MR) kam in den 1980er Jahren auf den Markt und stellte ein neues bildgebendes Verfahren für Querschnittsuntersuchungen dar, bei dem keine ionisierende Strahlung verwendet wurde. In den ersten zehn Jahren diente die MR-Bildgebung bei schwangeren Patientinnen in erster Linie der Beurteilung der mütterlichen Anatomie und Pathologie (20-22). Zu den ersten beschriebenen Diagnosen gehörten die Ovarialtorsion und die hydatidiforme Molarschwangerschaft. Die MR-Bildgebung wurde auch zur Beurteilung der mütterlichen Wirbelsäule eingesetzt, wobei eine Strahlenbelastung des sich entwickelnden Fötus vermieden wurde (20-22).

Mit der Verbesserung der MR-Bildgebungstechnologie, die eine schnellere Bilderfassung ermöglichte, gewann sie auch an Bedeutung bei der Beurteilung fötaler Anomalien. Um die Jahrhundertwende wurde die MR-Bildgebung zu einer wichtigen Ergänzung der US-Untersuchung sowohl für die Beurteilung mütterlicher Schwangerschaftskomplikationen als auch für die ergänzende Beurteilung fetaler Anomalien (23-30). Die MR-Bildgebung ist besonders hilfreich bei der Diagnose und Charakterisierung von Anomalien des fetalen Zentralnervensystems, wo Strukturen wie die Großhirnrinde, die hintere Schädelgrube, der Hirnstamm, das Corpus callosum und die Hirnventrikel besser abgebildet werden können als mit dem US, insbesondere im dritten Trimester (Abb. 5) (23, 27-30). Darüber hinaus kann die MR-Bildgebung jetzt eine Rolle bei der Abschätzung des fetalen Lungenvolumens bei Föten mit Thoraxanomalien wie kongenitaler Zwerchfellhernie, kongenitaler pulmonaler Atemwegsfehlbildung und bronchialer Atresie spielen (31-37).

Abbildung 5a:

Abbildung 5b:

Während die US-Aufnahme das primäre bildgebende Verfahren zur Beurteilung von Unterleibsschmerzen und anderen mütterlichen Symptomen während der Schwangerschaft ist, ist die MR-Bildgebung jetzt das bildgebende Verfahren der Wahl, wenn die Diagnose nicht mit US gestellt werden kann. Blinddarmentzündungen und andere gastrointestinale Erkrankungen sowie hepatobiliäre und urogenitale Anomalien können während der Schwangerschaft häufig mit MR-Bildgebung diagnostiziert werden (Abb. 6) (38-42).

Abbildung 6a:

Abbildung 6b:

US-Bildgebung in der Geburtshilfe

Geschichte der US-Technologie

Die Entwicklung der US-Diagnostik begann in den späten 1940er und 1950er Jahren als A-Mode- oder Amplitudenmodus-US. Eine einzelne Hochfrequenz-Schallwelle wurde in den Körper gesendet, und die Signale der reflektierten Welle wurden aufgezeichnet, wenn sie zur Signalquelle, dem Schallkopf, zurückkehrten. Die zurückkehrenden Signale oder Echos konnten auf der Grundlage der Zeit von der Aussendung bis zur Rückkehr in einem Diagramm aufgezeichnet werden, und die Entfernung zu jeder reflektierenden Struktur konnte auf der Grundlage der bekannten Geschwindigkeit der Ultraschallwelle beim Durchgang durch das Gewebe berechnet werden. Diese Technik erwies sich als genau für die Lokalisierung des fötalen Kopfes und für die Messung der Kopfgröße. Die erste Arbeit über die US-Bildgebung, die auf der RSNA-Jahrestagung vorgestellt wurde, war die Arbeit von Dr. Barry Goldberg aus dem Jahr 1965 über die Messung des fötalen Kopfes, eine Studie, die 1966 in Radiology veröffentlicht wurde (43,44). In seiner Studie demonstrierte Goldberg, wie der A-Mode-US zur Messung der fetalen Kopfgröße am biparietalen Durchmesser verwendet werden kann (Abb. 7), und berichtete, dass diese Methode sicher und genau ist und eine ausgezeichnete Korrelation zwischen pränatalen Kopfmessungen und postnataler Kopfgröße aufweist (43).

Abbildung 7:

Kurz nach der Einführung des A-Wellen-US wurde der kontinuierliche Wellen-Doppler entwickelt und bei schwangeren Patientinnen angewendet. Beim Continuous-Wave-Doppler wird kontinuierlich eine Welle mit stabiler Frequenz entlang einer vom Schallkopf projizierten Linie ausgesendet, und die zurückkehrenden Signale werden ausgewertet, um Frequenzveränderungen festzustellen. Diese Änderungen, die als Doppler-Effekt bezeichnet werden, sind auf die Reflexion der Schallwelle an sich bewegenden Strukturen zurückzuführen, z. B. an Blut, das vom Schallkopf weg oder auf ihn zu fließt. Die Frequenzänderungen im Zeitverlauf können in einem Diagramm dargestellt werden, das zur Überwachung der fetalen Herzfrequenz (Abb. 8) und für andere Anwendungen verwendet werden kann (44,45). Eine Einschränkung des Dauerstrich-Dopplers besteht jedoch darin, dass der Ort der Strömungssignale nicht bestimmt werden kann, da die Übertragung kontinuierlich erfolgt, so dass die Zeit, die der reflektierte Impuls benötigt, um zum Schallkopf zurückzukehren, nicht bestimmt werden kann.

Abbildung 8:

Mitte der 1960er Jahre wurde der M-Mode (Motion-Mode) US entwickelt. Bei dieser Methode werden wiederholte A-Mode-Ultraschallwellen ausgesendet und anschließend die reflektierten Wellen entlang der Übertragungslinie erfasst. Die Reflexionen konnten im Zeitverlauf grafisch dargestellt werden, so dass Veränderungen in verschiedenen Tiefen des Schallkopfes sichtbar wurden. Der Wert der M-Mode-US zur Messung der fetalen Herzfrequenz wurde schnell erkannt (44). Außerdem konnten die Bewegungen des Fötus dokumentiert werden.

Ein großer Durchbruch in der US-Bildgebung erfolgte Anfang der 1970er Jahre, als die statische B-Mode-Bildgebung (Helligkeitsmodus) entwickelt wurde. Diese Technologie lieferte die ersten zweidimensionalen Bilder der schwangeren Gebärmutter und des sich entwickelnden Fötus. Die Ultraschallwellen wurden entlang einer Reihe von Linien übertragen, während der Schallkopf über den Körper bewegt wurde. Die reflektierten Signale wurden nebeneinander aufgezeichnet, um ein Bild auf einem Fernsehbildschirm zu erzeugen. Mit der Möglichkeit, den fetalen Kopf zu visualisieren, war es möglich, die Ebene der Messung des biparietalen Durchmessers zu verfeinern, um die Genauigkeit zu verbessern (Abb. 9). US-Messungen des fetalen Kopfes konnten nun zuverlässiger und sicherer durchgeführt werden, ohne den Fötus ionisierender Strahlung auszusetzen (44,46).

Abbildung 9:

Anfänglich erzeugte B-Mode US bistabile Bilder, die aus weißen Punkten auf schwarzem Hintergrund oder umgekehrt bestanden. Mitte der 1970er Jahre wurden die B-Mode-Bilder verfeinert, indem die Amplitude der zurückkehrenden Signale in eine Grauskala umgewandelt wurde, wobei Signale mit höherer Amplitude auf dem US-Monitor weißer erschienen als Signale mit niedrigerer Amplitude. Nun war es möglich, verschiedene Gewebearten zu unterscheiden, wobei weiße knöcherne Strukturen von grauem festem Gewebe und schwarzer Flüssigkeit unterschieden werden konnten (44,47,48).

Die nächste wichtige Entwicklung war die Echtzeitsonographie (44,49). Es wurden US-Schallköpfe entwickelt, die viele Bilder pro Sekunde aufnehmen konnten und das US-Bild auf dem Monitor so schnell aktualisierten, dass der Eindruck einer kontinuierlichen Bewegung entstand. In den späten 1970er und frühen 1980er Jahren ersetzte die Echtzeit-Bildgebung die statischen B-Scans. Die Echtzeit-US-Bildgebung war für die geburtshilfliche Patientin von enormem Wert. Viele weitere fetale anatomische Strukturen konnten ohne Verzerrung durch fetale Bewegungen beurteilt werden. Intrakranielle Strukturen des Fötus konnten ebenso dargestellt werden wie die Wirbelsäule, die Nieren, der Magen und die Harnblase. Andere Messungen als der biparietale Durchmesser, wie z. B. der fetale Bauchumfang und die Femurlänge, konnten nun reproduzierbar ermittelt werden, um das fetale Wachstum zu beurteilen. Die genaue Lage der Plazenta konnte bestimmt und das Fruchtwasservolumen abgeschätzt werden (49).

Von den 1980er Jahren bis heute ermöglichten neue Schallkopftechnologien und eine verbesserte Rechenleistung rasche Verbesserungen der Graustufen-Echtzeit-US und die Entwicklung neuer Möglichkeiten für die US-Systeme. Transvaginale Schallköpfe, die Mitte bis Ende der 1980er Jahre entwickelt wurden, ermöglichten eine hochauflösende Bildgebung der Gebärmutter und der Eierstöcke, wodurch eine frühere und bessere Beurteilung der Schwangerschaft möglich war als zuvor (35, 50-54). Etwa zur gleichen Zeit wurde der gepulste Doppler, der die Dopplerverschiebung von einem bestimmten Ort aus anzeigt, in US-Systeme integriert. Diese Dopplertechnologie ermöglicht die Beurteilung des Blutflusses während des gesamten Herzzyklus, um die Spitzengeschwindigkeit zu bestimmen und die Wellenformkonfiguration eines bestimmten Gefäßes oder einer bestimmten Struktur zu beurteilen. Anfang der 1990er Jahre wurde der Farbdoppler, der eine farbcodierte Darstellung von Richtung und Geschwindigkeit des Blutflusses über dem Graustufenbild bietet, allgemein verfügbar und lieferte Echtzeitinformationen über den Blutfluss in Gefäßen und Organen (44). Dies war besonders bei geburtshilflichen Patientinnen nützlich, um den Blutfluss in der Nabelschnur, der Plazenta und dem fötalen Herzen zu beurteilen.

Im Allgemeinen wurde jeder neue Fortschritt in der US, vom A-Modus zum B-Modus, vom statischen zum statischen Graustufenbild zum Echtzeit-Scannen zum transvaginalen Scannen zum gepulsten Doppler zum Farbdoppler, sehr schnell in das diagnostische Arsenal der Geburtshilfe aufgenommen. Dies hat zu genaueren und schnelleren Diagnosen von fetalen Anomalien und geburtshilflichen Komplikationen geführt. Eine Ausnahme von dieser raschen Übernahme ist die volumetrische oder 3D-US. Obwohl die 3D-Bildgebung bereits in den 1980er Jahren für andere Modalitäten wie die CT entwickelt wurde (55), verlief die Entwicklung und Einführung der 3D-US in den 1990er Jahren nur langsam, wahrscheinlich aufgrund der schlechten Bildauflösung und der langsamen Computerverarbeitungsgeschwindigkeit. Nach und nach erschienen Studien, in denen statische und Echtzeit-3D-US (auch vierdimensionaler US genannt) und ihr Wert für die Beurteilung des Fötus diskutiert wurden (56-60), aber diese Techniken wurden nur langsam in die klinische Praxis übernommen. Erst einige Jahre nach Beginn des 21. Jahrhunderts wurden 3D- und vierdimensionale US-Verfahren auf breiter Basis verfügbar (61). Mit den 3D-Aufnahmefunktionen war es möglich, Volumina zu speichern, die nach Abschluss der Untersuchung und Verlassen der US-Suite manipuliert werden konnten. Die behandelnden Ärzte waren nicht mehr auf ausgewählte Bilder der fetalen Strukturen angewiesen, sondern konnten den gesamten Fötus anhand der gespeicherten Volumina betrachten (Abb. 10a) (61). Trotz der breiten Verfügbarkeit ist die Nachbearbeitung von 3D-Volumina für die Interpretation jedoch immer noch unüblich.

Abbildung 10a:

Abbildung 10b:

Abbildung 10c:

Ein wichtiger Faktor, der die Verwendung von 3D-US in der Geburtshilfe vorantreibt, ist das Drängen der Patienten, ihren Fötus in 3D zu sehen (Abb. 10b). Oberflächenwiedergabetechniken liefern verblüffend naturgetreue Bilder, die nicht nur die Eltern begeistern, sondern auch die Darstellung von Anomalien wie Gesichtsspalten ermöglichen. Auch andere Techniken zur Manipulation des Volumens des Fötus können für die Beurteilung einer Reihe von Anomalien nützlich sein, vor allem wenn sie das Gesicht und das Skelettsystem betreffen. Die Anwendung von Knochenfenstereinstellungen auf ein erfasstes Volumen ermöglicht beispielsweise die Visualisierung von Knochendetails der Wirbel zur Erleichterung der Diagnose von Halbwirbeln (Abb. 10c) oder zur Bestimmung des Ausmaßes einer Meningomyelozele.

Zwei weitere US-Technologien sind seit kurzem verfügbar, haben sich aber in der geburtshilflichen Bildgebung kaum durchgesetzt. Bei der ersten handelt es sich um die Verwendung von US-Kontrastmitteln, die in den Vereinigten Staaten für nicht-kardiale Anwendungen nicht weit verbreitet sind, was zum Teil darauf zurückzuführen ist, dass solche Mittel von der Food and Drug Administration nicht zugelassen sind. Zumindest eine Studie aus dem Vereinigten Königreich hat gezeigt, dass Kontrastmittel bei der Bestimmung der Chorionizität einer Zwillingsschwangerschaft hilfreich sein kann (62), eine Anwendung von begrenztem Wert und Nutzen, da US ohne Kontrastmittel dieses Ziel im Allgemeinen erreichen kann. Die zweite sich abzeichnende Technologie ist die US-Elastographie, die eine qualitative und quantitative Bewertung der Gewebesteifigkeit ermöglicht. Kürzlich wurde sie in den Vereinigten Staaten zugelassen, und es gibt Hinweise darauf, dass diese Methode für die Überwachung des Gebärmutterhalses in der Schwangerschaft nützlich sein könnte (63).

Gegenwärtige Rolle des US in der Geburtshilfe

Die US-Bildgebung hat sich als äußerst wertvolles Diagnoseinstrument im ersten Trimester der Schwangerschaft erwiesen. Seit dem Aufkommen der US-Bildgebung als Mittel der Wahl in der Geburtshilfe liegt ein Schwerpunkt der Forschung auf der Beschreibung der Abfolge normaler Meilensteine in der Frühschwangerschaft. Die Fruchtblase ist bei der transvaginalen Sonographie zum ersten Mal im Alter von etwa 5 Schwangerschaftswochen sichtbar, wenn sie als kleine zystische Struktur im Mutterleib erscheint (Abb. 11a). Im Laufe der nächsten Woche wächst der mittlere Durchmesser des Beutels mit einer Rate von 1 mm pro Tag. Der Dottersack, eine kleine kreisförmige Struktur innerhalb der Fruchtblase, ist zum ersten Mal in der 5,5 Woche sichtbar. Der Embryo mit seinen flimmernden Herzbewegungen ist im Allgemeinen in der 6. Die Länge des Embryos oder Fötus, gemessen als Scheitel-Steiß-Länge, beträgt in der 6. Woche 3 mm und nimmt bis zum Ende des ersten Trimesters auf etwa 70 mm zu (64).

Abbildung 11a:

Abbildung 11b:

Die Informationen über normale US-Befunde im ersten Trimester haben zwei wichtige klinische Anwendungen: die Bestimmung des Schwangerschaftsalters und die Diagnose eines frühen Schwangerschaftsabbruchs (Fehlgeburt). Ab der 5. bis 6. Woche, bevor der Embryo sichtbar wird, kann das Schwangerschaftsalter entweder anhand des mittleren Sackdurchmessers oder anhand des Inhalts des Schwangerschaftssacks bestimmt werden. Bei der letztgenannten Methode wird das Gestationsalter auf 5 Wochen festgelegt, wenn eine Fruchtblase ohne erkennbare innere Strukturen vorhanden ist, auf 5,5 Wochen, wenn eine Fruchtblase mit Dottersack, aber ohne Embryo vorhanden ist, und auf 6 Wochen, wenn ein Embryo von bis zu 3-4 mm sichtbar ist. Ab der 6. Woche erfolgt die Datierung anhand der Scheitel-Steiß-Länge (64).

Wenn eine Frühschwangerschaft nicht den erwarteten normalen sonographischen Meilensteinen entspricht, sollte ein Schwangerschaftsversagen vermutet werden (65). Bis Anfang der 1990er Jahre gehörten zu den allgemein akzeptierten Kriterien für eine gescheiterte Schwangerschaft ein mittlerer Sackdurchmesser von mindestens 8 mm ohne sichtbaren Dottersack oder 16 mm ohne Embryo bei der transvaginalen Sonographie (53) oder eine Scheitel-Steiß-Länge von mindestens 5 mm ohne sichtbaren Herzschlag (54). Inzwischen hat sich jedoch gezeigt, dass diese Kriterien nicht narrensicher sind (66), und es werden jetzt strengere Kriterien verwendet: mittlerer Durchmesser des Fruchtkuchens von mindestens 25 mm ohne Embryo oder Länge von Scheitel bis Steiß von 7 mm ohne Herzschlag (67). Zu den US-Befunden, die verdächtig, aber nicht definitiv für ein Scheitern der Schwangerschaft sind, gehören eine kleine Größe der Fruchtblase, eine unregelmäßige Form der Fruchtblase, ein großer Dottersack, ein leeres Amnion und andere (65, 67-69).

Wenn der Embryo zum ersten Mal auf einer US-Untersuchung sichtbar wird, etwa in der sechsten Schwangerschaftswoche, und in den darauf folgenden 1-2 Wochen, können keine anderen anatomischen Strukturen als das schlagende Herz klar erkannt werden. Etwa in der 8. Schwangerschaftswoche beginnen einige anatomische Strukturen erkennbar zu werden (Abb. 11b). Zwei normale Strukturen, die in diesem Alter oder kurz danach sichtbar sind, sind die physiologische Darmhernie (70) und das Rhombencephalon im fetalen Gehirn (71). Ein weiteres anatomisches Merkmal, das in der Mitte bis zum Ende des ersten Trimesters sichtbar ist, ist eine hypoechoische Zone im hinteren Nackenbereich, die so genannte Nackentransparenz. In den 1990er Jahren wurde deutlich, dass eine Verdickung der Nackentransparenz ein erhöhtes Risiko für Trisomie 21 und andere Formen der Aneuploidie sowie für strukturelle Anomalien darstellt (72). Obwohl seit den 1990er Jahren weitere Forschungen zur Diagnose von Aneuploidie und strukturellen Anomalien durchgeführt wurden, sind die meisten dieser Arbeiten außerhalb der radiologischen Literatur veröffentlicht worden.

Nicht alle Schwangerschaften nisten sich in der Gebärmutter ein. Vielmehr nisten sich einige an ektopischen Stellen außerhalb der Gebärmutterhöhle ein. Wenn sich eine Frau in der Frühschwangerschaft mit Blutungen oder Schmerzen vorstellt, ist eine wichtige Unterscheidung, ob es sich um eine intrauterine oder ektopische Schwangerschaft handelt. Wenn sich bei der Ultraschalluntersuchung eine intrauterine Flüssigkeitsansammlung zeigt, die einen Dottersack oder einen Embryo enthält, kann die Diagnose einer intrauterinen Schwangerschaft mit Sicherheit gestellt werden. Ein diagnostisches Dilemma entsteht jedoch, wenn die US-Untersuchung eine intrauterine Flüssigkeitsansammlung ohne sichtbaren Inhalt zeigt, da vor 1980 erkannt wurde, dass ein solcher Befund sowohl bei einer Frau mit einer intrauterinen als auch mit einer ektopen Schwangerschaft vorhanden sein kann (73). Für intrauterine Flüssigkeit bei Frauen mit Eileiterschwangerschaften gibt es eine Reihe von Bezeichnungen, darunter Pseudogestationssack (74), Dekidualguss (73) und Dekidualzyste (75). In einer Reihe von Studien aus den frühen bis mittleren 1980er Jahren wurden sonographische Zeichen zur Unterscheidung von intrauterinen Schwangerschaftssäcken und Pseudogestationssäcken untersucht. Das erste dieser Zeichen, das Doppelsackzeichen, wurde als eine intrauterine Flüssigkeitsansammlung beschrieben, die von zwei echogenen Ringen umgeben ist (74,76). Die Begründung für dieses Zeichen ist, dass ein Gestationssack teilweise von zwei Schichten der Dekidua umgeben ist, während die Flüssigkeit in der Gebärmutterhöhle, die bei Frauen mit ektopischer Schwangerschaft zu sehen ist, nur von einer einzigen Schicht der Dekidua umgeben ist. Ein zweites Zeichen, das intradeziduale Zeichen, wurde als eine Flüssigkeitsansammlung auf einer Seite einer echogenen Linie beschrieben, die die kollabierte Gebärmutterhöhle darstellt (77). Die Begründung für dieses Zeichen ist, dass intrauterine Schwangerschaften in der an die Gebärmutterhöhle angrenzenden Dezidua eingepflanzt werden, während sich intrauterine Flüssigkeit bei Frauen mit ektopen Schwangerschaften im Allgemeinen in der Gebärmutterhöhle selbst befindet.

Studien Anfang bis Mitte der 1980er Jahre ergaben, dass das Doppelsackzeichen und das intradeziduale Zeichen sensitiv und spezifisch sind und einen guten Vorhersagewert haben: Das Vorhandensein eines Zeichens war diagnostisch für eine intrauterine Schwangerschaft und das Fehlen eines Zeichens war suggestiv für eine Eileiterschwangerschaft (74,77). Ein wichtiger Punkt bei der frühen Beschreibung dieser Zeichen ist, dass sie auf der Grundlage des Aussehens des Schwangerschaftssacks bei der transabdominalen Sonographie definiert wurden. Die transvaginale Sonographie, die ab Ende der 1980er Jahre weit verbreitet war, bot eine neue Möglichkeit, Schwangerschaftssäcke früher in der Schwangerschaft und mit mehr Details zu sehen. Es ist daher nicht überraschend, dass diese früher beschriebenen Zeichen mit der heutigen US-Technologie weit weniger nützlich sind (78). Schwangerschaftssäcke können jetzt schon bei einem Durchmesser von 2-3 mm erkannt werden, und diese winzigen Flüssigkeitsansammlungen haben oft ein allgemeines zystisches Aussehen ohne besondere Merkmale (Abb. 11a). Bei einer Frau mit einem positiven Schwangerschaftstest auf der Grundlage der transvaginalen US-Befunde sollte jede runde oder ovale Flüssigkeitsansammlung im zentralen echogenen Teil des Uterus als wahrscheinliche intrauterine Schwangerschaft interpretiert werden.

In dem Bestreben, diagnostische Ansätze für eine Eileiterschwangerschaft zu finden, haben Studien die sonographischen Befunde der Adnexe bei Eileiterschwangerschaften untersucht. Während sich die transabdominale US als nützliches Instrument zur Diagnose einer Eileiterschwangerschaft erwies (48), erwies sich die transvaginale Sonographie als deutlich überlegen (50,79). Mit der letztgenannten Technik weisen die meisten Frauen mit einer Eileiterschwangerschaft Anomalien der Adnexe auf, die entweder eindeutig für eine Eileiterschwangerschaft sprechen, wie z. B. ein adnexaler Schwangerschaftssack mit Herzschlag und/oder Dottersack (Abb. 12) (79,80), oder auf eine Eileiterschwangerschaft hindeuten, wie z. B. ein Eileiterring, eine adnexale Masse oder freie Beckenflüssigkeit (50,79-81). Wenn bei einer Frau mit einem positiven Schwangerschaftstest eine transvaginale US-Untersuchung eine Anomalie der Adnexe und keine intrauterine Schwangerschaft nachweist, sollte der Befund als wahrscheinliche Eileiterschwangerschaft interpretiert werden. Das Vorhandensein einer großen Menge freier Beckenflüssigkeit ist besorgniserregend, aber nicht diagnostisch für eine rupturierte Eileiterschwangerschaft (82).

Abbildung 12:

Einige Frauen mit einer Eileiterschwangerschaft weisen keine abnormen Befunde im US auf. Um die Diagnose einer Eileiterschwangerschaft bei diesen Frauen zu erleichtern, wurde das Konzept des „Unterscheidungswertes“ für humanes Choriongonadotropin (hCG) eingeführt: Dabei handelt es sich um den hCG-Wert, ab dem eine normale intrauterine Schwangerschaft bei der Ultraschalluntersuchung durchgängig sichtbar ist. Der Grundgedanke dabei ist, dass, wenn die US-Untersuchung bei einer Frau, deren hCG-Wert über dem diskriminierenden Wert liegt, keine intrauterine Schwangerschaft oder Adnexanomalie zeigt, die Diagnose entweder Ektopie oder fehlgeschlagene intrauterine Schwangerschaft lautet; in beiden Fällen wäre es sicher und angemessen, eine ektopische Schwangerschaft zu behandeln, ohne eine normale intrauterine Schwangerschaft zu gefährden. Ursprünglich wurde ein hCG-Diskriminierungswert von 6500 mIU/ml ermittelt, da Frauen mit normalen intrauterinen Schwangerschaften bei der US-Untersuchung durchweg einen Schwangerschaftssack aufwiesen, wenn die hCG-Messung 6500 mIU/ml oder mehr betrug. Mit der Verbesserung der US-Technologie, die es ermöglichte, einen Schwangerschaftssack zu einem früheren Zeitpunkt in der Schwangerschaft sichtbar zu machen, verringerte sich die Trennschärfe entsprechend. Um 1990, als die transvaginale Sonographie für die Beurteilung von Frühschwangerschaften allgemein verfügbar wurde, wurde der gemeldete Unterscheidungswert auf 2000 mIU/ml (oder in einigen Studien sogar noch darunter) festgelegt. Im Laufe der Zeit häuften sich jedoch die Hinweise darauf, dass der Unterscheidungswert nicht so zuverlässig ist wie ursprünglich angenommen (83). Heute ist klar, dass bei Frauen mit „Schwangerschaften unbekannter Lage“ (d. h. Frauen mit einem positiven Schwangerschaftstest und keiner intrauterinen oder ektopischen Schwangerschaft, die bei der US-Untersuchung festgestellt wurde) für ein angemessenes Management eher serielle hCG-Messungen als die Verwendung eines einzigen hCG-Unterscheidungswertes erforderlich sind.

Messungen zur Schwangerschaftsdatierung und zum fetalen Wachstum

Eine der grundlegendsten und wichtigsten Anwendungen der US-Untersuchung in der Schwangerschaft ist die Messung des Fötus. Es gibt zwei Hauptverwendungszwecke für fetale Messungen: die Bestimmung des Gestationsalters und die Schätzung des fetalen Gewichts. Eine genaue Schätzung des Gestationsalters ist für eine Reihe von Managemententscheidungen während der Schwangerschaft wertvoll, einschließlich des Zeitpunkts und der Interpretation diagnostischer Tests und des Zeitpunkts der Entbindung. Die Schätzung des fetalen Gewichts, sei es zu einem einzelnen Zeitpunkt oder seriell verfolgt, hilft bei der Diagnose von intrauteriner Wachstumsrestriktion und Makrosomie und ist somit wichtig für Entscheidungen über den Zeitpunkt und den Weg der Entbindung.

Einer der ersten Artikel über US in der Geburtshilfe war eine Veröffentlichung aus dem Jahr 1966, in der die A-Mode-Sonographie zur Messung des biparietalen Durchmessers verwendet wurde (43). Die Autoren des Artikels diskutierten zwar nicht die mögliche Rolle der US bei der Bestimmung des Gestationsalters, fanden aber eine Korrelation zwischen dem biparietalen Durchmesser und dem fetalen Gewicht.

Die Echtzeitsonographie, die um 1980 verfügbar wurde, erwies sich als sehr gut geeignet für die Messung des Fötus. Der Benutzer kann die Bildebene schnell und in jeder Richtung variieren, so dass es ziemlich einfach ist, ein Bild in der richtigen Ebene für eine Vielzahl von fötalen Messungen zu erhalten. Forschungsstudien, in denen die Regressionsanalyse auf Echtzeit-Sonographiemessungen des biparietalen Durchmessers und anderer Messungen angewandt wurde (Abb. 13), lieferten Formeln und Tabellen, die besonders nützlich für die Bestimmung des Gestationsalters waren (84). Viele dieser ursprünglichen Formeln werden auch heute noch verwendet.

Abbildung 13a:

Abbildung 13b:

Abbildung 13c:

Fetale Knochen sind auf dem US-Bild sehr deutlich zu erkennen, so dass es nicht überrascht, dass einige der frühesten Veröffentlichungen über fetale Messungen den Messungen der langen Knochen der Extremitäten gewidmet waren. In einer zweiteiligen Serie, die 1981 und 1982 veröffentlicht wurde, wurden Normen für die fetalen Röhrenknochen entwickelt (85,86). Die Autoren maßen Femur, Tibia, Fibula, Humerus, Radius und Ulna in einer großen Studienpopulation normaler Föten und erstellten Tabellen und Formeln für die Längen dieser Knochen in Abhängigkeit vom Gestationsalter und dem biparietalen Durchmesser. Die Autoren wiesen darauf hin, dass ihre Ergebnisse für die Schwangerschaftsdiagnose verwendet werden könnten (und auch verwendet wurden), dass sie aber auch zur Diagnose fetaler Gliedmaßenfehlbildungen, einschließlich verschiedener Formen von Skelettdysplasien, verwendet werden könnten (86). Etwa zur gleichen Zeit wurde eine weitere Studie veröffentlicht, die den Wert der US-Untersuchung bei der Diagnose von Skelettdysplasien zeigte, indem sie belegte, dass betroffene Föten deutlich kürzere Femurlängen aufwiesen als normale Föten. Sie beobachteten auch, dass bei Föten mit heterozygoter Achondroplasie, einer der häufigsten Formen von Skelettdysplasie, die Femurlänge zu Beginn der Schwangerschaft normal sein kann, aber mit fortschreitender Schwangerschaft zunehmend abnormal wird (87).

Mitte der 1980er Jahre untersuchten Hadlock und Kollegen die Verwendung sonographischer Messungen zur Bewertung des fetalen Gewichts. Diese Gruppe entwickelte Regressionsmodelle zur Schätzung des fetalen Gewichts auf der Grundlage einer Reihe von fetalen Messungen, einschließlich des biparietalen Durchmessers, des Kopfumfangs, der Femurlänge und des Bauchumfangs, sowohl einzeln als auch in Kombination (88). Die Tabellen und Formeln in diesem Artikel wurden von US-amerikanischen Geburtshelfern weitgehend übernommen und gehören auch heute noch zu den am häufigsten verwendeten in der Geburtshilfe.

Neben der Bestimmung des Gestationsalters und der Schätzung des fetalen Gewichts werden sonographische Messungen des Fötus zur Diagnose von fetalen Wachstumsstörungen verwendet: intrauterine Wachstumsrestriktion und Makrosomie. Die Diagnose dieser Störungen kann das Schwangerschaftsergebnis verbessern, da ein wachstumsbeschränkter Fötus von einer frühen Entbindung profitieren kann und ein makrosomischer Fötus am besten per Kaiserschnitt entbunden wird. Da die Größe des fetalen Bauches eine wichtige Determinante für das Gewicht ist, wurde das Verhältnis von Oberschenkellänge zu Bauchumfang als eine mögliche Methode zur Diagnose von Wachstumsstörungen untersucht. Mitte der 1980er Jahre wurde gezeigt, dass ein erhöhtes Verhältnis auf eine Wachstumsrestriktion und ein niedriges Verhältnis auf eine Makrosomie hinweist (89), beides mit recht hoher Sensitivität und Spezifität.

Bis Mitte der 1980er Jahre gab es mehr als 20 Artikel in verschiedenen radiologischen und geburtshilflichen und gynäkologischen Fachzeitschriften, in denen sonographische Kriterien für die Diagnose von Wachstumsstörungen vorgeschlagen wurden. Im Jahr 1986 kam eine Analyse der vorhandenen Literatur zu dem Schluss, dass keines der vorgeschlagenen Kriterien einen ausreichend hohen Vorhersagewert hatte, um eine sichere Diagnose der Erkrankung zu ermöglichen (90). Die Diagnose kann mit einem Multiparameter-Scoring-System verbessert werden, das mit Hilfe einer logistischen Regressionsanalyse entwickelt wurde (91).

Erkennung und Beurteilung fetaler Anomalien

Die Ultraschalluntersuchung wird heute routinemäßig in der Schwangerschaft eingesetzt, und eine der wichtigsten Anwendungen ist die Beurteilung des Fötus zur Erkennung von Fehlbildungen und Syndromen. Die US-Diagnose von Anomalien des Gehirns und des Zentralnervensystems gehörte zu den ersten, über die berichtet wurde, wobei in einer Serie von 1976 drei Fälle von Anenzephalie vorgestellt wurden (92). Im Laufe der nächsten zwei Jahrzehnte wurden Studien veröffentlicht, in denen das sonografische Erscheinungsbild einer Vielzahl von intrakraniellen Anomalien beschrieben wurde, darunter die Chiari-II-Fehlbildung in Verbindung mit einer Meningomyelozele (Abb. 14) (93,94), eine Agenesie des Corpus callosum (95) und ein Hydrocephalus (96,97). Im Jahr 1991 legten Filly et al. die Obergrenze für die normale Breite der lateralen Ventrikel am Atrium mit 10 mm fest (97). Dieser Grenzwert wird auch heute noch für die Diagnose eines Hydrozephalus verwendet.

Abbildung 14a:

Abbildung 14b:

Im gleichen Zeitraum, in dem Anomalien des Zentralnervensystems charakterisiert wurden, wurden die sonographischen Merkmale von Anomalien in verschiedenen anderen Systemen beschrieben. Im Skelettsystem wurden schwere Dysplasien und Anomalien der Wirbelsäule festgestellt (98-101). Es wurde über die sonographischen Merkmale einer Vielzahl von Anomalien des Urogenitaltrakts berichtet (101,102), und Forscher entwickelten Kriterien zur Unterscheidung von normaler Flüssigkeit im Nierensammelsystem und Hydronephrose. Gastrointestinale Obstruktionsanomalien und andere Anomalien wurden beschrieben (101-105), ebenso wie Anomalien des Halses, z. B. zystische Hygrome (106), und des Thorax, einschließlich Zwerchfellhernien (107) und pulmonaler Massen. Im Bereich der sonographischen Beurteilung der fetalen Herzstrukturen und -funktionen hat sich ein hochentwickeltes Wissen herausgebildet, das so weit geht, dass ein spezieller Begriff für die fetale Echokardiographie verwendet wird, um die Ultraschalluntersuchung des fetalen Herzens zu beschreiben (108).

In den späten 80er und in den 90er Jahren wurde in der Forschung nachgewiesen, dass Föten mit einer Reihe größerer Anomalien, wie Holoprosencephalie, Endokardkissendefekt und Omphalozele (Abb. 15), ein hohes Risiko für Aneuploidie aufweisen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass eine Reihe kleinerer sonographischer Befunde, die an sich nicht schädlich sind, ein erhöhtes Risiko für Trisomie 21 und andere Chromosomenanomalien anzeigen. Diese als Aneuploidie-Marker bezeichneten Befunde haben sich in Verbindung mit mütterlichen Bluttests als nützlich erwiesen, um Fälle mit einem Risiko für Trisomie 21, 18 und 13 zu identifizieren. In den so identifizierten Fällen können den Eltern weitere Tests mittels Fruchtwasseruntersuchung angeboten werden (109-113). Die Untersuchung des Fötus auf größere und kleinere Aneuploidie-Indikatoren während der Anatomieuntersuchung zwischen 16 und 20 Schwangerschaftswochen wurde in die geburtshilflichen US-Leitlinien aufgenommen.

Abbildung 15:

Mit der Verbesserung der US-Technologie verbesserten sich Bildqualität und Auflösung, so dass fetale Anomalien in einem früheren Gestationsalter diagnostiziert werden konnten. Darüber hinaus haben neuere bildgebende Verfahren wie Farbdoppler und 3D-Sonographie die Möglichkeit eröffnet, zusätzliche Informationen über eine Reihe von fetalen Fehlbildungen zu gewinnen, die mit zweidimensionaler Graustufensonographie allein nur schwer oder gar nicht zu erkennen waren (Abb. 16, 17) (114).

Abbildung 16:

Abbildung 17a:

Abbildung 17b:

Beurteilung der Stützstrukturen der Schwangerschaft im zweiten und dritten Trimester

Eine Reihe von Strukturen, die den sich entwickelnden Fötus stützen, sind für einen erfolgreichen Schwangerschaftsverlauf entscheidend. Das Fruchtwasser bietet dem Fötus Platz zum Wachsen und Entwickeln und schützt ihn vor äußeren Traumata. Die Plazenta versorgt den Fötus mit Nährstoffen und Sauerstoff. Die Nabelschnur sorgt für die Übertragung zwischen dem Fötus und der Plazenta. Der Gebärmutterhals hält den Fötus bis zur Geburt im Mutterleib. Die US-Bildgebung ist ein wertvolles Instrument zur Beurteilung all dieser Strukturen. Als solches liefert sie Informationen, die für Entscheidungen über das Schwangerschaftsmanagement hilfreich sind.

Ein wesentliches Merkmal der Plazenta, das für den erfolgreichen Ausgang der Schwangerschaft entscheidend ist, ist ihre Lage. Eine Plazenta, die den Gebärmutterhals bedeckt, die sogenannte Plazenta previa, ist eine Kontraindikation für eine vaginale Entbindung. Außerdem ist es wichtig, die Lage der Plazenta zu bestimmen, bevor eine Nadel in die Fruchthöhle eingeführt wird, um eine Fruchtwasseruntersuchung oder andere Eingriffe vorzunehmen. Ein früher Doppler-US-Ansatz zur Bestimmung der Plazenta-Lage, der auf unterschiedlichen Gefäßflussmustern in der Plazenta, der Nabelschnur, dem fetalen Herzen und den mütterlichen Blutgefäßen basierte, wurde 1967 vorgeschlagen (45).

Nach der Einführung der zweidimensionalen statischen US wurde sie zur Methode der Wahl für die Beurteilung der Plazenta-Lage und für die Diagnose der Plazenta previa (115) sowie für die Überwachung der Plazenta-Wanderung während der Schwangerschaft (116,117). Eine Abwanderung von der Zervix ist üblich, es sei denn, die Prävia ist zentral (117). Die Möglichkeit einer falsch-positiven Diagnose der Plazenta previa, wenn die Blase der Mutter überdehnt ist, wurde ebenfalls festgestellt (118,119).

Die Ultraschalluntersuchung ist für ihren Wert bei der Diagnose der Plazentaablösung, bei der sich die Plazenta von der Gebärmutterwand löst, anerkannt worden. Das sonografische Merkmal der Abruption ist die Darstellung eines bikonkaven Hämatoms, in der Regel hypoechoisch oder mit gemischter Echogenität, zwischen der Plazenta und der Gebärmutterwand (120); je größer das Hämatom, desto schlechter der Schwangerschaftsausgang (121,122).

Normalerweise löst sich die Plazenta zum Zeitpunkt der Geburt von der Gebärmutterwand. Wenn sie abnormal an der Gebärmutter anhaftet, was als Placenta accreta bezeichnet wird, oder wenn die trophoblastischen Zotten der Plazenta in die Gebärmutterwand hinein- oder durch sie hindurchwachsen, was als Placenta increta oder percreta bezeichnet wird, kann es bei der Mutter während oder unmittelbar nach der Entbindung zu schweren, möglicherweise lebensbedrohlichen Blutungen kommen. Eine Hysterektomie kann erforderlich sein, um die Blutung zu stoppen. Am häufigsten tritt eine Placenta accreta bei Frauen auf, die bereits einen oder mehrere Kaiserschnitte hinter sich haben und bei denen die Placenta nun anterior tief liegt. Die Diagnose einer Placenta accreta, increta oder percreta während der Schwangerschaft vor den Wehen hilft, eine unerwartete Notfallsituation während der Geburt zu vermeiden und verringert damit das Risiko für die Mutter. Mit Hilfe der Ultraschalluntersuchung, einschließlich der Farbdopplersonographie, kann die Diagnose in den meisten Fällen gestellt werden, wobei die MR-Bildgebung in Fällen einer posterioren Placenta accreta eine ergänzende Rolle spielt (123).

Mit Hilfe der Ultraschalluntersuchung können Befunde in der Plazenta, einschließlich Chorioangiome, gutartige Gefäßtumore (124), und Verkalkungen identifiziert werden. Frühe Forscher entwickelten ein Klassifizierungssystem für Plazentakalk und vermuteten, dass eine stark verkalkte Plazenta (Grad 3) eine Vorhersage für die fetale Lungenreife sei. Spätere Studien entkräfteten den Zusammenhang zwischen Plazentakalk und Lungenreife (125-127), und die Einstufung der Plazenta wurde weitgehend aufgegeben.

Die Struktur der Nabelschnur und der Blutfluss können mit US und Doppler beurteilt werden. Die normale Nabelschnur hat zwei Arterien und eine Vene. Strukturelle Anomalien der Nabelschnur, von denen die häufigste die zweigefäßige Nabelschnur ist, die aus einer Arterie und einer Vene besteht, sind mit einer erhöhten Inzidenz fetaler Anomalien verbunden. Mit Hilfe der Ultraschalluntersuchung kann die vaskuläre Beschaffenheit der Nabelschnur bestimmt werden, indem eine isolierte, von Fruchtwasser umgebene Nabelschnurschleife sichtbar gemacht wird, oder indem mit Farbdoppler die Anzahl der Nabelschnurarterien im fetalen Becken bestimmt wird (128). Auch Nabelschnurzysten wurden untersucht (129-131) und es konnte gezeigt werden, dass sie mit einer erhöhten Inzidenz fetaler Anomalien, einschließlich Omphalozele, sowie Aneuploidie assoziiert sind, insbesondere wenn die Zysten bis ins zweite Trimenon persistieren.

Mindestens ebenso wichtig wie die Struktur der Nabelschnur ist das Muster des Blutflusses in ihr. Die Nabelschnurarterie hat einen pulsierenden Fluss, mit der höchsten Geschwindigkeit während der fetalen Herzsystole und dem langsamsten Fluss am Ende der Diastole. Abnormale Flussmuster, einschließlich eines sehr geringen Flusses oder sogar eines fehlenden oder umgekehrten Flusses am Ende der Diastole, sind ein Hinweis auf einen erhöhten Gefäßwiderstand in der Plazenta (Abb. 18). Somit liefert die Dopplerauswertung des Flusses in der Nabelarterie Hinweise auf eine Dysfunktion der Plazenta, die zu einer fetalen Wachstumseinschränkung führen kann (132).

Abbildung 18:

Seit den Anfängen der geburtshilflichen Ultraschalluntersuchung ist die Beurteilung des Fruchtwasservolumens ein wichtiger Bestandteil der sonographischen Untersuchung gewesen. Es wurden sowohl subjektive als auch semiquantitative Ansätze zur Fruchtwasserbeurteilung beschrieben. Anomalien des Fruchtwasservolumens können Probleme für den Fötus verursachen oder auf fetale Anomalien hinweisen. Ein lang anhaltendes schweres Oligohydramnion kann das fetale Wachstum einschränken, was unter anderem zu einer Lungenhypoplasie führen kann. Da Fruchtwasser durch fetales Urinieren produziert und durch fetales Schlucken und Resorption im Magen-Darm-Trakt verbraucht wird, sollte ein abnorm hohes oder niedriges Fruchtwasservolumen eine sorgfältige sonographische Beurteilung dieser fetalen Organsysteme veranlassen (133,134). Eine Diskrepanz des Fruchtwasservolumens zwischen den beiden Fruchtblasen bei einer Zwillingsschwangerschaft ist eine wichtige Beobachtung, da sie oft auf eine Wachstumsstörung hinweist, die einen oder beide Zwillinge betrifft (135) oder auf ein Zwillings-Zwillingstransfusionssyndrom hinweisen kann, wenn es sich um eine monochorionale Schwangerschaft handelt (136).

Bereits 1979 erwies sich die US-Bildgebung als nützlich für die Diagnose einer vorzeitigen Zervixdilatation (137). Mit dem Aufkommen der Echtzeit-US wurde deutlich, dass sich der Gebärmutterhals während der Schwangerschaft spontan öffnen und schließen kann, ein Befund, der mit einer erhöhten Frühgeburtswahrscheinlichkeit korreliert (138). Die transvaginale Sonographie gilt heute als die genaueste Methode zur Messung der Zervixlänge in der Schwangerschaft. Sie wird häufig bei Patientinnen eingesetzt, deren frühere Schwangerschaften durch vorzeitige Wehen oder Verluste im zweiten Trimester kompliziert waren.

Ein Verfahren, bei dem eine Nadel an einer bestimmten Stelle in die Fruchtblase oder den Fötus eingeführt wird, kann wichtige diagnostische Informationen liefern oder die Behandlung einer fetalen Anomalie ermöglichen. Die Bildgebung ist für die erfolgreiche Durchführung eines minimalinvasiven Eingriffs von entscheidender Bedeutung, da sie gewährleistet, dass die Nadel genau und sicher die gewünschte Stelle erreicht. Beispielsweise ist die Führung bei einer Fruchtwasseruntersuchung wichtig, um sicherzustellen, dass sich die Nadelspitze im Fruchtwasser befindet, während die Nabelschnur, der Fötus und, wenn möglich, die Plazenta vermieden werden. Für die Entnahme von Nabelschnurblut oder eine Transfusion ist dagegen eine Echtzeitführung erforderlich, um die Nadel in die Nabelvene zu führen.

Das grundlegendste aller geburtshilflichen Nadelverfahren ist die Fruchtwasseruntersuchung. Die Entnahme und Analyse einer Fruchtwasserprobe ermöglicht die Untersuchung des fetalen Karyotyps. Die Messung der Konzentrationen verschiedener chemischer Substanzen im Fruchtwasser gibt außerdem Aufschluss über die Lungenreife des Fötus, die Hämolyse und die Wahrscheinlichkeit von Neuralrohrdefekten. Vor der Entwicklung der US-Bildgebung wurde die Fruchtwasseruntersuchung „blind“, d. h. ohne bildgebende Unterstützung, durchgeführt. Nach der Entwicklung der US-Bildgebung, noch vor der Echtzeit-Sonographie, wurde der Wert der Bildgebung als Hilfsmittel für die Auswahl der besten Nadeleinstichstelle erkannt. Mitte der 1970er Jahre wurde die statische US-Bildgebung befürwortet, um die Auswahl der Einstichstelle zu unterstützen (47).

Die Einführung der Echtzeit-US in den späten 1970er Jahren und ihr weit verbreiteter Einsatz in den frühen 1980er Jahren revolutionierten den Bereich der minimalinvasiven geburtshilflichen Verfahren. Der Fötus bewegt sich in der Gebärmutter, so dass eine zu einem bestimmten Zeitpunkt sichere und effektive Stelle und Richtung für die Nadeleinführung Augenblicke später nutzlos oder gefährlich sein kann. Der Wert einer kontinuierlichen Echtzeitführung bei geburtshilflichen Eingriffen wurde schnell erkannt (139), da die Eingriffe sicherer und früher in der Schwangerschaft durchgeführt werden können (140).

Die Verfügbarkeit der Echtzeit-Sonographie änderte nicht nur die Art und Weise, wie die Fruchtwasseruntersuchung und andere bereits bestehende Verfahren durchgeführt wurden. Viel wichtiger ist, dass sie die Möglichkeit eröffnete, eine Vielzahl neuer Verfahren durchzuführen. Ende der 1980er Jahre führten Ärzte die Entnahme von Chorionzotten für die Karyotypisierung und biochemische Analysen (141), die Entnahme von fetalem Blut und die Transfusion direkt in die Nabelvene (Abb. 19) (142) und den vesiko-amniotischen Shunt bei Blasenauslassobstruktion (143) durch. In jüngerer Zeit wurden US-geführte fetale kardiale Interventionen, wie z.B. die Ballondilatation einer Aortenstenose zur Verhinderung oder Minimierung eines hypoplastischen linken Ventrikels (144), erfolgreich in das therapeutische Arsenal aufgenommen.

Abbildung 19:

Eine weitere wichtige Anwendung US-geführter interventioneller Verfahren in der Geburtshilfe ist die Behandlung ungewöhnlicher Eileiterschwangerschaften, wie zervikale, cornuale oder heterotope Schwangerschaften sowie Schwangerschaften, die in Kaiserschnittnarben eingepflanzt wurden. Diese ungewöhnlichen Eileiterschwangerschaften, die für die Mutter lebensbedrohlich sein können, sind in den letzten zwei bis drei Jahrzehnten seit der Entwicklung der In-vitro-Fertilisation und nach dem Anstieg der Kaiserschnittentbindungen immer häufiger geworden. Diese Schwangerschaften lassen sich auch weniger gut als Eileiterschwangerschaften durch intramuskuläre Methotrexatverabreichung behandeln. Die US-Bildgebung spielt eine Schlüsselrolle bei der Diagnose (145,146) und Behandlung (147) dieser Schwangerschaften. Sobald die Diagnose feststeht, kann eine US-gesteuerte Injektion von Kaliumchlorid oder Methotrexat direkt in den abnormalen Schwangerschaftssack vorgenommen werden. Dadurch wird die Schwangerschaft abgebrochen und die Gebärmutter für mögliche zukünftige Schwangerschaften erhalten.

Schlussfolgerung

Die US-Bildgebung hat sich als primäres bildgebendes Verfahren zur Beurteilung der geburtshilflichen Patientin durchgesetzt. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene radiologische Bildgebungsverfahren bei schwangeren Frauen eingesetzt, aber keines kann mit den Vorteilen der US-Bildgebung mithalten: ein relativ kostengünstiges Bildgebungsverfahren in Echtzeit, das keine ionisierende Strahlung erfordert. Die MR-Bildgebung, ein weiteres bildgebendes Verfahren ohne ionisierende Strahlung, wird in einigen Fällen ebenfalls eingesetzt, um Informationen über fetale Anomalien zu erhalten, in der Regel zur Ergänzung oder Verfeinerung der sonographischen Diagnose.

Die gynäkologische Bildgebung mit US ist nicht nur Sache der Radiologen, sondern wird auch von anderen Fachärzten, insbesondere von Geburtshelfern, durchgeführt. Die MR-Bildgebung der schwangeren Patientin wird dagegen meist von Radiologen sowohl für mütterliche als auch für fetale Indikationen durchgeführt. Da die MR-Bildgebung bei der Beurteilung der schwangeren Patientin die US-Bildgebung ergänzt, ist es für Radiologen ratsam, ihre Kenntnisse und Fähigkeiten in der geburtshilflichen US-Bildgebung aufrechtzuerhalten, um die schwangere Patientin optimal versorgen zu können.

Die US-Technologie hat sich in den letzten drei Jahrzehnten rasch weiterentwickelt. Sie liefert nicht nur hochauflösende zweidimensionale Bilder, sondern auch naturgetreue 3D-Bilder und Informationen über den Blutfluss in der Gebärmutter, der Plazenta, der Nabelschnur und dem Fötus. Mit der Verbesserung und Weiterentwicklung der Computer- und Bildschirmtechnologien werden sich die Fortschritte in der Zukunft sicher fortsetzen. Diese Bildgebungsmodalität wird wahrscheinlich neue Möglichkeiten bieten, fötale Strukturen bis ins kleinste Detail zu visualisieren, so dass Ärzte bessere Diagnosen stellen und eine breitere Palette von bildgestützten therapeutischen Verfahren durchführen können.