5. 
Die pränatale sonographische Diagnostik
der Lungengröße –
Normalwerte

5.1.  Einleitung

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Aufgrund der besonderen Form der Lunge eignet diese sich nur sehr eingeschränkt für biometrische Untersuchungen. Um vergleichbare Messungen durchführen zu können, war es deshalb notwendig, definierte Schnittebenen festzulegen, in denen die fetale Lunge vermessen werden konnte. Dies war um so mehr notwendig, als dass in der Literatur eine Vielzahl an unterschiedlichen Lungenbiometrieparametern existierten.

Die klassische Untersuchungsebene ist der Vierkammerblick, der die Standardebene der fetalen Echokardiographie darstellt, und bei jeder Ultraschalluntersuchung des Feten eingestellt werden muß. Als weitere Schnittebene ist die sogenannte Zwerchfellebene zu nennen, die den Übergang zwischen Thorax und Abdomen darstellt, und als solche zur Routinebiometrie einer jeden pränatalen Ultraschalluntersuchung gehört.

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Der obere Abschluß der Lunge ist durch die Claviculae gut charakterisierbar, so dass die Claviculaebene als eine weitere Messebene der sonographischen Lungenbiometrie eingeführt wurde. Die Lungenlänge kann in einem Längsschnitt zwischen der Clavicula- und Zwerchfellebene bestimmt werden.

Die Definierung verschiedener Schnittebenen zur Untersuchung der fetalen Lungenbiometrie ermöglicht die reproduzierbare Anwendung dieser Methode.

Das Ziel dieser Studie bestand in der Erstellung von Normwertkurven für verschiedene Lungenbiometrieparameter im Verlauf der Schwangerschaft. Diese Normwertkurven bildeten dann die Grundlage für die folgenden Untersuchungen bei Feten mit einem hohen Risiko der Entwicklung einer Lungenhypoplasie.

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Neben der notwendigen Reproduzierbarkeit der Messebenen stand die einfache Handhabung der Messungen im Vordergrund, um eine breite klinische Anwendung zu ermöglichen.

5.2.  Patienten und Methode

In einer prospektiven Studie wurden Normwertkurven für Biometrieparameter der fetalen Lunge erstellt.

Aufgrund der besonderen Form der Lunge wurde die Lungengröße dem Thoraxinnenraum gleichgesetzt. Der Untersuchungszeitraum erstreckte sich von der 15 bis zur 30 SSW, da in dieser Zeit das größte Lungenwachstum stattfindet (siehe Kapitel 3) und die Lunge sich auch sonographisch gut darstellen lässt. Nach der 30 SSW verknöchert der Thorax zunehmend, was eine schlechtere Darstellbarkeit der Lunge mit sich bringt.

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In dieser prospektiven Studie wurden 313 gesunde Frauen mit einer Einlingsschwangerschaft nach Ausschluß von fetalen Fehlbildungen, maternalen Erkrankungen bzw. Medikamenteneinnahme untersucht. Die Messungen wurden jeweils in Phasen fetaler Apnoe durchgeführt und erfolgten mit einem Ultraschallgerät Ultramark 9 HDI der Firma ATL.

Es erfolgte eine Reproduzierbarkeitsanalyse anhand von 10 Messungen in jeder Messebene. Aus Gründen der besseren Reproduzierbarkeit der Messungen wurden diese nur von einem Untersucher durchgeführt.

In der vorliegenden Studie wurden die Messungen der Lungenbiometrie in vier Schnittebenen durchgeführt (Tabelle 3).

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Tabelle 3: Darstellung der untersuchten Messebenen.

Schnittebene

Biometrieparameter

Claviculaebene

a.p. und seitlicher Durchmesser

Vierkammerblickebene (Abbildung 1)

a.p. und seitlicher Durchmesser

Zwerchfellebene

a.p. und seitlicher Durchmesser

Lungenlänge (Abbildung 2)

Länge

Es wurde jeweils der Innendurchmesser ermittelt. Die Lungenlänge wurde zwischen Clavicula- und Zwerchfellebene gemessen (Abbildung 2).

5.3.  Darstellung der Messmethodik

In den folgenden Abbildungen werden anhand der Ultraschallbilder die Messmethoden präsentiert. Die Durchmesser wurden jeweils innen-innen gemessen.

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Abbildung 1: Vierkammerblickebene. Man erkennt das fetale Herz, dessen Herzspitze nach links zeigt. Die 4 Kammern (Ventrikel und Vorhöfe) sind darstellbar. Zwischen Herz und Rippen grenzt sich in einem Grauton die fetale Lunge gut ab.

Abbildung 2: Sagittaler Längsschnitt. Die Lungenlänge wurde zwischen Clavicula- und Zwerchfellebene gemessen. Man erkennt neben der Lunge das Zwerchfell und einzelne Rippenanschnitte.

5.4.  Ergebnisse

5.4.1. Variabilität der Messergebnisse

In einer Pilotstudie wurde die Reproduzierbarkeit der Messungen untersucht. Dazu wurden jeweils 10 Messungen für jeden Biometrieparameter durchgeführt.

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Die zweidimensionale Messung der Lunge ist reproduzierbar. Die intraobserver Variabilität lag für alle Messebenen zwischen 3 und 8 %.

5.4.2.  Korrespondierende Messpaare

Da die verschiedenen Messebenen der fetalen Lunge in verschiedenen Schnittebenen im Ultraschall eingestellt werden konnten, war die Ermittlung sogenannter korrespondierender Messpaare möglich. Diese ermöglichten auch die Messung von Biometrieparametern unabhängig von der fetalen Lage.

Tabelle 4: Darstellung der in der jeweiligen Schnittebene gemessenen Biometrieparameter.

Schnittebene

Biometrieparameter

Horizontalebene (Querschnitt)

a.p. und seitlicher Durchmesser

Frontalebene (Koronarschnitt)

seitlicher Durchmesser

Längsschnitt (sagittal)

a.p. Durchmesser, Lungenlänge

Längsschnitt (koronal)

seitlicher Durchmesser, Lungenlänge

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Diese korrespondierenden Messpaare wurden als ein interner Qualitätsstandard bei der Erstellung der Normwertkurven gemessen. Der Zusammenhang zwischen den korrespondierenden Messpaaren ist in den nachfolgenden Grafiken anhand der Vierkammerblickebene und der Lungenlänge dargestellt.

5.4.2.1.  Korrespondierende Messpaare des a.p.-Durchmessers in der Vierkammerblickebene

Man kann den a.p. – Durchmesser in der Vierkammerblickebene sowohl in einer Querschnittsebene (Horizontalebene) als auch in einer sagittalen Längsschnittebene messen.

Abbildung 3: Vergleich der korrespondierenden Messpaare des a.p. - Durchmessers in der Vierkammerblickebene

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Die Korrelation der korrespondierenden Messpaare läßt sich mit der Formel y = 0,94 x beschreiben und ist als sehr hoch einzuschätzen. Die Bestimmtheit beträgt 0,83.

5.4.2.2.  Korrespondierende Messpaare des seitlichen Durchmessers in der Vierkammerblickebene

Der seitliche Durchmesser der Lunge kann in der Vierkammerblickebene sowohl im Querschnitt als auch in einem koronalen Längsschnitt gemessen werden.

Abbildung 4: Darstellung der korrespondierenden Messpaare am Beispiel des seitlichen Durchmessers in der Vierkammerblickebene

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Die Korrelation zwischen den korrespondierenden Messpaaren kann mit der Formel

y = 1,01x b e schrieben werden, womit sie als sehr eng einzuschätzen ist. Die Bestimmtheit beträgt 0,90.

5.4.2.3.  Korrespondierende Messpaare der Lungenlänge

Die Lungenlänge kann sowohl in einem sagittalen als auch in einem frontalen Längsschnitt untersucht werden.

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Abbildung 5: Darstellung der korrespondierenden Messpaare der Lungenlänge.

Die Korrelation der korrespondierenden Messpaare der Lungenlänge läßt sich mit der Formel y = 1,09 x beschreiben. Die Bestimmtheit beträgt 0,63.

Die untersuchten korrespondierenden Messpaare wiesen eine Korrelation auf, die zwischen 0,94 und 1,09 lag. Damit konnte der Zusammenhang zwischen den jeweiligen Messungen als sehr eng bezeichnet werden, und es war möglich, bei schwierigen Untersuchungsbedingungen die jeweils andere Schnittebene zu verwenden.

5.4.3.  Normwertkurven der Lungenbiometrie

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Bei der Auswertung konnte festgestellt werden, dass die dargestellte Punktwolke am besten durch die Methode der linearen Regression beschrieben werden kann. Für alle Daten wurde dann die lineare Regressionsgerade (y = ax + b) und die Streuung der Messwerte um die Regressionsgerade (Sy/x) berechnet. Der Referenzbereich wurde als 95 % - Konfidenzintervall mit y = ax + b +/- 2 Sy/x definiert.

5.4.3.1. Lungenbiometrie in der Claviculaebene

5.4.3.1.1. Anterior-posteriorer Durchmesser

Abbildung 6: Darstellung des Verlaufs des a.p.-Durchmessers in der Claviculaebene.

Der a.p. – Durchmesser in der Claviculaebene konnte bei 293 Feten im horizontalen Querschnitt gemessen werden und zeigte ein lineares (r2 = 0,95) und signifikantes (p<0,001) Wachstum von 9,5 mm in der 15 SSW auf 23,6 mm in der 30 SSW. Die Korrelation zum Schwangerschaftsalter kann man mit der Formel y = 1,03 x - 5,1 beschreiben.

5.4.3.1.2. Seitlicher Durchmesser

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Abbildung 7: Darstellung des Verlaufs des seitlichen Lungendurchmessers in der Claviculaebene.

Der seitliche Durchmesser der Lunge in der Claviculaebene konnte bei 278 Feten gemessen werden. Es wurde ein lineares (r2 = 0,96) und signifikantes Wachstum (p<0,001) zwischen der 15 und 30 SSW gefunden werden. Die Korrelation zwischen den Messwerten und der SSW läßt sich mit der Formel y = 1,36 x - 5,7 beschreiben.

5.4.3.2.  Lungenbiometrie in der Vierkammerblickebene

5.4.3.2.1. Anterior-posteriorer Durchmesser

Abbildung 8: Darstellung der Normkurve des a.p. – Durchmessers in der Vierkammerblickebene.

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Der a.p. – Durchmesser in der Vierkammerblickebene konnte bei 274 Feten gemessen werden. Es wurde ein lineares und signifikantes Wachstum (p<0,001) mit einem Regressionskoeffizienten von r2 = 0,98 zwischen der 15 und 30 SSW gefunden. Zwischen den Messwerten und dem Gestationsalter besteht folgender Zusammenhang: y = 2,53x - 17,2.

5.4.3.2.2.  Seitlicher Durchmesser

Abbildung 9: Normkurve des seitlichen Lungendurchmesser in der Vierkammerblickebene

Der seitliche Lungendurchmesser in der Vierkammerblickebene konnte bei 286 Feten gemessen werden. Es wurde ein lineares Wachstum (r2 = 0,99) zwischen der 15 und 30 SSW gefunden werden. Die Zunahme von 21,7 mm in der 15 SSW auf 54,9 mm in der 30 SSW war signifikant (p<0,001). Zwischen den Messwerten und dem Gestationsalter besteht folgende Korrelation: y = 2,28 x - 11,1.

5.4.3.3.  Lungenlänge

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Abbildung 10: Darstellung der Normkurve für die Lungenlänge.

Die Lungenlänge konnte in der Frontalebene bei 267 Feten gemessen werden. Für die Lungenlänge konnte ein lineares und signifikantes Wachstum (r2 = 0,95; p<0,001) zwischen der 15 und 30 SSW gefunden werden. Den Zusammenhang zwischen den Messwerten und dem Gestationsalter kann man mit der Formel y = 1,47 x 2,7 beschreiben.

5.5.  Diskussion

Aufgrund der Form der Lunge und der Lage der mediastinalen Organe (Herz, Ösophagus, Trachea) eignet sich die Lunge nur sehr eingeschränkt für biometrische Untersuchungen. Das Hauptziel biometrischer Untersuchungen der fetalen Lunge besteht in der Diagnostik der Lungenhypoplasie. Die Vielzahl an Messmethoden in der Literatur zeigt, dass derzeit kein optimaler und aktuell gültiger Standard besteht, um die Methode klinisch einzusetzen.

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Man kann verschiedene Methoden der sonographischen Lungenbiometrie unterscheiden.

So gibt es Arbeitsgruppen, die indirekt über die Messung des knöchernen Thorax die Lungengröße bestimmten, während eine zweite Gruppe die fetale Lunge direkt gemessen hat. Weiterhin haben einzelne Arbeitsgruppen nur ein Maß bzw. einen Quotient aus zwei Maßen gebildet, während andere mehrere Parameter der fetalen Lunge untersucht haben.

Isolierte Messungen des knöchernen Thorax haben Chitkara und Mitarb. (1987) (Thoraxumfang), Fong und Mitarb. (1988) (Thoraxumfang), Roberts und Mitchell (1990) (Thoraxumfang), Merz und Mitarb (1995) (Thoraxumfang und Durchmesser) und Nimrod und Mitarb. (1986) (Thoraxumfang) durchgeführt.

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So haben Chitkara und Mitarb. (1987) an 576 Feten zwischen der 16 und 40 SSW den Thoraxumfang in der Ebene des Vierkammerblicks (Herzebene) gemessen und Normkurven erstellt. Es wird ein lineares Wachstum von 9,1 cm in der 16 SSW auf 21,9 cm in der 30 SSW und 30,9 cm in der 40 SSW beschrieben. Roberts und Mitchell (1990) untersuchten ebenfalls diesen Parameter in der Ebene des VKB bei 310 Feten zwischen der 12 und 40 SSW und fanden eine lineare Zunahme von 9,5 cm in der 12 SSW auf 20 cm in der 30 SSW und 28 cm in der 40 SSW. Fong und Mitarb. (1988) beschreiben ein exponentielles Wachstum des in der Herzebene gemessenen Thoraxumfanges von 6 cm in der 12 SSW auf 30 cm in der 40 SSW anhand von 100 Messungen bei Feten zwischen der 13 und 41 SSW. Sie beschreiben eine Zunahme der Variabilität der Messwerte in den höheren SSW. Nimrod und Mitarb. (1986) beschreiben ebenfalls eine lineare Zunahme des in der Herzebene gemessenen Thoraxumfangs von 19 cm in der 24 SSW auf 24 cm in der 30 SSW und 32 cm in der 40 SSW. Merz und Mitarb. (1995) haben den äußeren Thoraxumfang in der AV-Klappenebene aus dem anterior-posterioren (a.p.) und seitlichen Durchmesser des knöchernen Thorax bei 610 Feten zwischen der 12 und 41 SSW berechnet. Die Werte für den äußeren Thoraxumfang betragen 8,1 cm (15 SSW) und 19,9 cm (30 SSW). Die Werte für den a.p.- Durchmesser respektive seitlichen Durchmesser des Thorax betragen 25 mm/ 26 mm (15 SSW) und 65 mm/ 63 mm (30 SSW). Die Werte der äußeren Thoraxmessung sind somit als relativ stabil einzuschätzen. Nach Angaben der Autoren herrscht zwischen der 15 und 30 SSW ein nahezu lineares Wachstum vor. Danach tritt eine deutliche Abflachung ein. Es wird eine größere Streuung der Messwerte mit zunehmendem Gestationsalter beschrieben.

Yoshimura und Mitarb. (1996) beschreiben eine Zunahme des Thoraxumfangs von 13 cm in der 20 SSW auf 22 cm in der 30 SSW und 30 cm in der 40 SSW.

Ein Quotient aus verschiedenen Parametern der Thoraxmessungen wurde von

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D Álton und Mitarb. (1992) (Quotient Thoraxumfang/Abdomenumfang), Vintzileos und Mitarb. (1989) (Quotienten aus Herzmessungen und Thoraxmessungen), Chaoui und Mitarb. (1994) (Quotient Herzbreite/Thoraxbreite, Quotient Herzfläche/Thoraxfläche) und Paladini und Mitarb. (1990) (Quotient Herzbreite/Thoraxbreite) gebildet.

D`Alton und Mitarb. (1992) berechneten die Thorax – Abdomen – Ratio (TA-Ratio) aus der Messung des Thoraxumfanges in der Herzebene und der Messung des Abdomenumfanges. Anhand der Messungen bei 120 Feten zwischen der 14 und 40 SSW konnten sie eine konstante TA-Ratio von 0,9 bestimmen. Vintzileos u. Mitarb. (1989) haben bei 181 Feten zwischen der 16 und 40 SSW die Thoraxfläche, die Herzfläche, den Thoraxumfang und den Herzumfang gemessen. Die Messungen wurden in der Ebene des Vierkammerblicks (Herzebene) durchgeführt. Eine lineare Zunahme der Parameter im Untersuchungszeitraum wurde beschrieben. Die Autoren bildeten als weiteren Quotienten die Herzfläche:Thoraxfläche-Ratio (cardiothoracic area ratio), die in der zweiten Schwangerschaftshälfte 1:4 beträgt.

Chaoui u. Mitarb (1994) haben ebenfalls die cardiothoracic area ratio aus der Messung von Herzfläche und Thoraxfläche in der Ebene des Vierkammerblickes bei 120 Feten zwischen der 20 und 40 SSW bestimmt und geben diese mit 1:3 an. Aus der Bestimmung der Herzbreite und des Thoraxdurchmessers in derselben Messebene konnte die cardiothoracic ratio (CT – Ratio =Herzbreite/Thoraxdurchmesser) bestimmt werden, welche im Untersuchungszeitraum eine signifikante Zunahme von 0,44 (20 SSW) auf 0,51 (40 SSW) zeigte. Gleiche Ergebnisse wurden von Paladini u. Mitarb. (1990) für die CT - Ratio mit 0,45 in der 17 SSW und 0,5 in der 40 SSW beschrieben.

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Direkte Messungen der fetalen Lunge führten Maeda und Mitarb. (1993) (Lungenfläche), Chitkara und Mitarb. 1987) (Lungenlänge), Roberts und Mitarb. (1990) (Lungenlänge), Merz und Mitarb. (1995) (Lungendurchmesser), Yoshimura und Mitarb. (1996) (Lungenfläche) und Heling und Mitarb. (1997) (Lungendurchmesser, Lungenlänge) durch.

Maeda und Mitarb. (1993) bestimmten bei 264 Feten zwischen der 17 und 39 SSW die Lungenfläche, die sie als Substraktion der Herzfläche von der Thoraxfläche in der Ebene des Vierkammerblickes definierten. Sie beschreiben ein signifikantes Wachstum von 4,3 cm in der 17 SSW auf 23,4 cm in der 36 SSW. Chitkara und Mitarb. (1987) haben die Länge der Lunge gemessen und beschreiben ein lineares Wachstum von 20 mm (16 SSW) auf 47 mm (30 SSW) und 65 mm (40 SSW). Dieser Parameter wurde auch von Roberts und Mitchell (1990) untersucht. Die Autoren fanden keinen Unterschied in der Lungenlänge zwischen der rechten und linken Lungenhälfte. Die Lungenlänge zeigte ein exponentielles Wachstum von 15 mm in der 12 SSW auf 38 mm in der 30 SSW und 55 mm in der 40 SSW. Merz und Mitarb. (1995) haben den Durchmesser zwischen der Außenwand des linken Vorhofs und der dorsalen Thoraxwand als dorsale Verlängerung der Herzachse gemessen. Sie beschreiben eine lineare Zunahme von 10 mm (15 SSW) auf 21 mm (30 SSW). Im dritten Trimenon kommt es zu einer deutlichen Abflachung der Kurve. Yoshimura und Mitarb. (1996) untersuchten die Lungenfläche in der Vierkammerblickebene und fanden eine Zunahme von 5 cm2 in der 20 SSW auf 15 cm2 in der 30 SSW und 25 cm2 in der 40 SSW. Heling und Mitarb. (1997) konnten eine lineare Zunahme der Lungendurchmesser in den verschiedenen Schnittebenen und ebenfalls für die Lungenlänge zwischen der 15 und 30 SSW feststellen. Der a.p. – Durchmesser in der Vierkammerblickebene weist eine Zunahme von 20 mm (15 SSW) auf 59 mm (30 SSW) auf, während die Werte für den seitlichen Durchmesser 22 mm (15 SSW) und 58 mm (30 SSW) betragen. Die Lungenlänge betrug in der 15 SSW 20 mm und in der 30 SSW 40 mm. Die vorgestellten Werte stimmen mit denen der anderen Arbeitsgruppen überein.

Die Mehrzahl der Arbeitsgruppen benutzte für die Messungen der Umfänge, Durchmesser und der Bestimmung der Quotienten die Vierkammerblickebene, die eine der üblichen Standardebenen in der Pränataldiagnostik darstellt. Die Lungenlänge wurde jeweils in einem sagittalen Längsschnitt bestimmt.

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Obwohl es naheliegend wäre, dass die direkten Messungen der Lungenbiometrie genauer sind, zeigen die Daten, dass die indirekten Messungen keine schlechteren Ergebnisse zeigen.

Im nächsten Schritt wurden diese Messungen an einem Hochrisikokollektiv für Lungenhypoplasie angewandt.


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20.11.2006