Kalache, Karim Djaffar: Die Fetale intratracheale Lungenflüssigkeitsdynamik Eine Doppler-sonographische Studie der Atembewegungen beim menschlichen Fetus und im Tierexperiment

47

Kapitel 4. Ergebnisse

4.1 Fetale Ventilationsparameter

Die Doppler-sonographische Darstellung des FAB, bedingt durch intratracheale Flüssigkeits-Bewegung wurde insgesamt bei 280 Feten versucht. In 64 Fällen war eine Darstellung der Trachea bzw. eine korrekte Plazierung des SV auf die fetale Trachea mit einem Winkel von weniger als 60° nicht möglich. Der Hauptgrund hierfür war eine ungünstige Lage des Feten im Sinne einer dorsoposterioren bzw. dorsoanterioren Lage, die eine Einstellung der fetalen Halsregion im Koronarschnitt verhinderte. Die korrekte Ableitung der Trachealflußgeschwindigkeiten gelang bei den restlichen 216 Fällen. Es konnten jedoch am Ende der Studie nur 47 Fälle für die Analyse der Ventilationsparameter berücksichtigt werden. Das entspricht 16,7% (47/280) der insgesamt untersuchten Feten.

Hauptgründe für den Ausschluß aus der Studie waren die festgelegten Auswahlkriterien der Atemperioden. Für die Auswertung wurden nur diejenigen berücksichtigt, die eine Mindestanzahl von 40 Atemzyklen, mit anderen Worten 40 oder mehr aufeinanderfolgende Inspirations- und Exspirationsphasen aufwiesen. Die Hauptgründe für eine Ableitung von weniger als 40 kontinuierlichen Atemzyklen waren plötzliche Kopfbewegungen oder Körperbewegungen des Feten in eine andere Lage. Fetale Schluckbewegungen führten ebenfalls zu einer Unterbrechung der kontinuierlichen Ableitung. Ein Übergang vor der Registrierung von 40 Zyklen in eine Apnoephase war ebenfalls ein Grund zum Ausschluß aus der Studie.


48

Tabelle 1. Einteilung der Feten in Gruppen entsprechend dem Gestationsalter

 

 

 

Gruppen

 

 

Gestationsalter (SSW)

20-23

24-27

28-31

32-35

36-40

Gestationsalter bei der Ultraschalluntersuchung (Anzahl der untersuchten Fälle)

20 (1)

22 (2)

23 (1)

24 (3)

25 (2)

26 (2)

27 (2)

25 (5)

29 (3)

30 (3)

31 (2)

32 (6)

33 (3)

34 (3)

35 (2)

36 (2)

37 (2)

38 (1)

39 (2)

Anzahl der Fälle

4

9

13

14

7

In Tabelle 1 sind die 47 Feten, die unseren Auswahlkriterien entsprachen, in fünf Gruppen entsprechend dem Gestationsalter zusammengefaßt. Eine korrekte Ableitung konnte vor der 23. SSW nur bei 8% (4/47) der Feten erzielt werden. Der höchste Anteil an Feten wurde mit 31 % (15/47) in der Gruppe zwischen der 32.-35. SSW untersucht.

Die Anzahl der abgeleiteten Atemzyklen sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt. Die minimale Anzahl betrug 42 kontinuierliche Atemzyklen und wurde bei einem Fetus in der 22. SSW abgeleitet. Eine maximale Anzahl von 725 aufeinanderfolgenden Zyklen konnte bei einem Feten in der 36. SSW abgeleitet werden.

Tabelle 2. Anzahl der abgeleiteten Atemzyklen

 

 

 

Gruppen

 

 

Gestationsalter (SSW)

20-23

24-27

28-31

32-35

36-40

Minimum

42

51

56

49

60

0,25-Quantil

51

58

72

69

70

0,5-Quantil

69

93

128

92

93

0,75-Quantil

101

123

140

137

112

Maximum

149

191

226

190

725

Die Tabelle 3 enthält die Dauer der abgeleiteten Atemperioden. Die längste Ableitung gelang in der älteren Gruppe (36.-40. SSW) mit einer Gesamtdauer von 12 min und 44 sec. Die kürzeste Periode wurde in der jüngsten Gruppe (20.-23. SSW) abgeleitet und betrug 39 sec.


49

Tabelle 3. Dauer der Atemperiode in min:sec

 

 

 

Gruppen

 

 

Gestationsalter (SSW)

20-23

24-27

28-31

32-35

36-40

Minimum

0:39

1:09

1:06

0:49

0:58

0,25-Quantil

0:57

1:31

1:32

1:17

1:23

0,5-Quantil

1:27

1:36

2:27

1:43

1:40

0,75-Quantil

2:05

2:04

2:55

2:16

1:51

Maximum

2:49

4:24

5:42

3:52

12:44

Die Abbildung 10 gibt die errechnete Atemfrequenz entsprechend des Gestationsalters in obengenannter Gruppeneinteilung wieder. Die mediane Atemfrequenz unterlag in unserer Studie nur geringen Schwankungen. Der Median zwischen den einzelnen Gruppen lag zwischen 44 und 58 Atemzyklen/min. Wir konnten keine Veränderung der Atemfrequenz mit zunehmendem Gestationsalter feststellen, was durch den daraufhin durchgeführten Kruskall-Wallis-Test für Gruppenvergleiche bestätigt wurde.

Abbildung 10. Veränderung der fetalen Atemfrequenz mit Angaben der Mediane (\|--\|) der einzelnen Datengruppen.


50

Wir konnten, obwohl die FAB großen Schwankungen unterlag und sehr variabel erschien, zwischen regelmäßigen und unregelmäßigen Atemperioden unterscheiden. Eine regelmäßige Periode wurde definiert, wenn fünf oder mehr aufeinanderfolgende symmetrische Atemzyklen mit konstanter sowohl der Dauer der Inspiration und Exspiration sowie der maximalen Geschwindigkeit der Inspiration und Exspiration vorlagen. Eine unregelmäßige Atemepisode unterschied sich in Dauer und maximal erreichter Geschwindigkeit der aufeinanderfolgenden Atemzyklen. Bei jedem der 47 Feten, bei denen eine kontinuierliche Ableitung von mindestens 40 Atemzyklen gelang, konnten wir wenigstens eine regelmäßige Phase definieren, die für die Kalkulation der weiteren Ventilationsparameter herangezogen werden konnte.

Als Gütekriterium für die subjektive Auswahl der fünf als regelmäßig erscheinenden Zyklen und um die Güte der Messungen zu validieren, haben wir eine Fehleranalyse mit Bestimmung der normierten Standardfehler durchgeführt. Es ergab sich ein Gesamtfehler für die Mittelwerte der Dauer der Inspiration und Exspiration sowie der Maximalgeschwindigkeit von Inspiration und Exspiration pro Fall von 9,4% und 7,3%. Das ergibt einen durchschnittlichen Fehler von 9,6% je Parameter.

Die Abbildungen 11 und 12 geben die Dauer der Inspiration und der Exspiration wieder. Es ist offensichtlich, daß sowohl für die Dauer der Inspiration als auch für die Dauer der Exspiration ab der 24. SSW kein signifikanter Unterschied zu verzeichnen war.

Das intratracheale Flußvolumen, das während einer der zwei Phasen der Atmung bewegt wird, wurde aus den Mittelwerten der Flächen unter den Doppler-Spektren von Inspiration und Exspiration und dem Trachealdurchmesser mit der ObG. Formel bestimmt.. Das FAB-bedingte intratracheal bewegte Flüssigkeitsvolumen pro Atemzyklus nahm bis zur 35. SSW mit zunehmendem Gestationsalter zu. Der mediane Wert erhöhte sich sowohl für die Inspiration (Abbildung 13) als auch für die Exspiration (Abbildung 14) um 0,5 ml zwischen der 24.-27. SSW und der 28.-31. SSW und um 1 ml zwischen der 28.-31. SSW und der 32.-35. SSW. Das median bewegte Volumen zeigte am Ende der Schwangerschaft zwischen der 32.-35. SSW und 36.-40. SSW keine signifikante Veränderung mehr.

Die Differenz zwischen dem inspiratorischen Flußvolumen (Voli) und dem exspiratorischen Flußvolumen (Vole) zeigte einen interessanten Verlauf (Abbildung 15). Der mediane Wert war positiv in den ersten vier


51

Gruppen von der 20. bis zur 35. SSW, was bedeutet, daß in dieser Altersgruppe tendenziell mehr Flüssigkeit ein- als ausgeatmet wurde. Dieser Wert negativierte sich in der ältesten Gruppe. Feten in Terminähe tendierten weniger Flüssigkeit ein- als auszuatmen.

52

Abbildung 11. Dauer der Inspiration mit Angaben der Mediane (\|--\|) der einzelnen Datengruppen.

Abbildung 12. Dauer der Exspiration mit Angaben der Mediane (\|--\|) der einzelnen Datengruppen.


53

Abbildung 13. Atemzugsvolumen während der Inspiration mit Angaben der Mediane (\|--\|) der einzelnen Datengruppen.

Abbildung 14. Atemzugsvolumen während der Exspiration mit Angaben der Mediane (\|--\|) der einzelnen Datengruppen.


54

Abbildung 15. Differenz zwischen dem Atemzugsvolumen während der Inspiration und dem Atemzug während der Exspiration mit Angaben der Mediane (\|--\|) der einzelnen Datengruppen.

4.2 Tierexperimentelle Untersuchungen

Es wurde versucht, die oberen Atemwege von 20 Feten mit einem mittleren (± SA) errechneten Trächtigkeitsalter von 70 ± 2 Tagen (Termin 148 Tage) zu messen. Eine optimale Einstellung der fetalen Trachea konnte in 90% (18/20) des gesamten Kollektivs erreicht werden. In einem Fall konnten keine Ultraschalluntersuchungen durchgeführt werden, da die Mutter nicht in der Rückenposition gehalten werden konnte. In einem weiteren Fall, der zu Anfang der Studie untersucht wurde, konnte die Trachea wegen ungünstiger Lage nicht eingestellt werden. Die fetale craniale Region befand sich in einem der Uterushörner, so daß keine Darstellung der Halsregion möglich war. Es wurden ferner zwei Feten aus der Studie ausgeschlossen wegen einer sonographisch festgestellten Termindiskrepanz. In einem Fall handelte es sich um einen Fetus am Termin, bei dem es zur Spontangeburt in den folgenden Tagen kam. In dem


55

anderen Fall stellten wir eine deutliche Größendiskrepanz verglichen mit der Gesamtgruppe fest, so daß dieser biometrisch zu kleine Fall ebenfalls aus der Studie ausgeschlossen wurde. Zur Untersuchung der Genauigkeit der Ultraschalluntersuchung der Trachea mußten zwei weitere Fälle aus der Studie ausgeschlossen werden, da hier aus technischen Gründen keine postmortalen Messungen vorlagen. Es wurden am Ende der Studie 14 Schafsfeten mit einem mittleren Trächtigkeitsalter von 70 ± 2 Tagen analysiert.

56

Abbildung 16. Scatterplot der stereomikroskopischen und der sonographischen Messungen des Tracheal-Durchmessers.

Abbildung 17. Bland-Altman-Plot mit Darstellung der mittleren Differenz (\|--\|) zwischen den stereomikroskopischen und den sonographischen Messungen des Trachealdurchmessers.


57

Die Trachea beim Schafsfeten ließ sich am besten in einer Längseinstellung beurteilen. Sie stellte sich in dieser Ebene als eine echoleere gefäßartige Struktur dar, die sich im Bereich der gesamten Halsregion verfolgen ließ. Kranialwärts konnte in dieser Ebene anders als beim Menschen der Pharynx nicht eingestellt werden. Daher konnte der Larynx nicht genau abgegrenzt werden. Öffnungs- und Schließbewegungen waren jedoch eindeutig erkennbar. Im Frontalschnitt ließ sich die Trachea nach caudal bis zur bifurcatio verfolgen.

Der mittlere stereomikroskopisch gemessene TD (± SA) betrug 1,70 ± 0,22 mm (Bereich 1,35-2,02 mm). Der mittlere sonographisch gemessene TD betrug dagegen 1,30 ± 0,28 mm (Bereich 9,5-1,70 mm). Es konnte eine enge (r = 0,89; p < 0,001; Power mit alpha = 0,050: 0,998) Korrelation (Abbildung 16) und Übereinstimmung (Abbildung 17) zwischen den stereomikroskopischen und den sonographischen Messungen festgestellt werden.

Alle sonographisch erhobenen Messungen waren statistisch signifikant kleiner als die stereomikroskopisch erhobenen Messungen. Die mittlere Differenz zwischen der stereomikroskopischen und sonographischen Messung betrug 0,40 mm ± 0,12 mm (Bereich 0,21-0,64 mm).

Abbildung 18. Ableitung der intratrachealen Flußgeschwindigkeiten bei einem Schafsfetus am 120. Tag. Das SV wird auf die Trachea gelegt. Das entsprechende Doppler-Spektrum stellt sich als positive (Exspiration) und negative (Inspiration) Signale dar. V max: maximale Geschwindigkeiten; V mean: mittlere Geschwindigkeiten.

Der mittlere Durchmesser bei dem Feten, der in Terminnähe untersucht worden ist, betrug 6,2 mm. Dieser Fetus zeigte während der gesamten Untersuchung kräftige FAB. Es gelang uns ohne Schwierigkeit,


58

das SV auf die fetale Trachea ca. 1,5 cm distal vom Larynx zu positionieren und ca. jeweils zehn positive und negative Doppler-Spektren abzuleiten (Abbildung 18). Alle zehn Doppler-Spektren waren identisch und es wurden arbiträr 5 Zyklen mit jeweils einer inspiratorischen und einer exspiratorischen Phase gewählt.

Die Resultate sind in der Tabelle 4 zusammengefaßt. Das exspiratorische Atemzugsvolumen war etwas höher als das inspiratorische. Das kalkulierte Volumen war niedriger um einen Faktor von 0,6 für die Inspiration und um einen Faktor von 0,5 für die Exspiration, wenn angenommen wird, daß es sich um einen laminaren Fluß handelte und entsprechend die über die Zeit integrierte intensitätsgewichtete mittlere Geschwindigkeit berücksichtigt wurde.

Tabelle 4. Doppler-sonographisch nichtinvasiv kalkuliertes Atemzugsvolumen bei einem Schafsfeten in Terminnähe (TVMaxI: über die Zeit integrierte intensitätsgewichtete maximale Geschwindigkeit, TVMeanI: über die Zeit integrierte intensitätsgewichtete mittlere Geschwindigkeit)

Parameter

Mittlerer Wert aus 5 Atemzyklen

Inspiratorisches Flußvolumen

 

unter Berücksichtigung der TVMaxI

3,09 ml

unter Berücksichtigung der TVMeanI

1,88 ml

Quotient Vol (TVMeanI) / Vol (TVMeanI)

0,6

Exspiratorisches Flußvolumen

 

unter Berücksichtigung der TVMaxI

3,39 ml

unter Berücksichtigung der TVMeanI

1,69 ml

Quotient Vol (TVMeanI) / Vol (TVMeanI)

0,5


© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.

DiML DTD Version 2.0
Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML - Version erstellt am:
Mon Sep 24 15:01:52 2001