The Effect of the Pressure Exerted on the Maternal Abdominal Wall by the US Probe on Fetal MCA Peak Systolic Velocity

Abstract

Purpose To quantify the pressure exerted on the maternal abdominal wall during ultrasound examination and evaluate its effect on the fetal middle cerebral artery (MCA) peak systolic velocity (PSV).

Materials and Method Gravid women with singleton pregnancies in their 2nd-3 rd trimester undergoing fetal sonographic evaluation for various indications were recruited. Each subject underwent transabdominal US measuring fetal distance from the probe, abdominal thickness, amniotic fluid index and biophysical profile. The applied pressure was measured simultaneously using an electronic pressure sensor attached directly to the US probe. For each subject baseline values of the pressure required for proper visualization were obtained. Fetal MCA was then demonstrated using color Doppler US. The PSV was measured at different pressure ranges with each subject used as her own control. Care was taken not to exceed the baseline pressure for each subject.

Results 29 women were recruited. 24 subjects (82.7 %) demonstrated a statistically significant positive correlation between the pressure exerted and MCA-PSV (R-0.37, p < 0.0001). Of these, 4 subjects (13.8 % of study population) demonstrated elevation of PSV values above 1.29 MOM and 5 subjects (17.2 %) demonstrated elevation of PSV values above 1.5 MOM for gestational age with increasing pressure. In total, 9 subjects (31 %) demonstrated significant changes in the MCA-PSV measurements (owing to increase in pressure applied) that could potentially falsely influence clinical obstetric diagnosis and management.

Conclusion The pressure exerted on the maternal abdominal wall during US examination is an important parameter, producing clinically significant measurable changes in fetal MCA hemodynamics. Further study is needed in order to demonstrate the potential effect of pressure as a parameter influencing the diagnostic accuracy of the MCA-PSV in the setting of fetal anemia.

Zusammenfassung

Ziel Quantifizierung des Drucks, der während der sonografischen Untersuchung auf die mütterliche Bauchwand ausgeübt wird, und die Bewertung der Auswirkung auf die mittlere maximale systolische Blutflussgeschwindigkeit (PSV) der fetalen A. cerebri media (MCA).

Material und Methoden Aufgenommen wurden schwangere Frauen mit Einlingsschwangerschaften im 2. bis 3. Trimenon, die eine fetale Ultraschalluntersuchung aus unterschiedlichen Indikationen durchführen ließen. Bei jedem Proband wurde ein transabdominaler US durchgeführt mit Bestimmung des Abstands zwischen Fetus und Sonde, der Dicke der Bauchwand, des Fruchtwasser-Indexes und des biophysikalischen Profils. Der ausgeübte Druck wurde simultan mittels einem direkt an der US-Sonde angebrachtem elektronischen Drucksensor gemessen. Für jeden Probanden wurden die Basiswerte für den Druck, der für eine ausreichend gute Darstellung erforderlich war, bestimmt. Dann wurde die fetale MCA mittels Farbdopplersonografie dargestellt. Die PSV wurde in verschiedenen Druckbereichen für jeden Probanden als Eigenkontrolle gemessen. Dabei wurde darauf geachtet, den Basisdruck jedes Einzelnen nicht zu überschreiten.

Ergebnisse 29 Frauen wurden aufgenommen. 24 Probanden (82,7 %) zeigten eine statistisch signifikante positive Korrelation zwischen dem ausgeübten Druck und der MCA-PSV (R-0,37; p < 0,0001). Davon zeigten 4 Probanden (13,8 % der Studienpopulation) bei zunehmendem Druck eine Erhöhung der PSV-Werte über 1,29 MOM und fünf Frauen (17,2 %) eine Erhöhung der PSV-Werte über 1,5 MOM für das Gestationsalter. Insgesamt zeigten neun Probanden (31 %) signifikante Veränderungen der MCA-PSV-Messungen (aufgrund der Zunahme des angewandten Drucks), die möglicherweise einen falschen Einfluss auf die gynäkologische Diagnose und das Management haben können.

Schlussfolgerung Der Druck, der auf die mütterliche Bauchwand während einer US-Untersuchung ausgeübt wird, ist ein wichtiger Faktor der klinisch signifikante, messbare Veränderungen der fetalen MCA-Hämodynamik verursacht. Weitere Forschung ist nötig, um nachzuweisen, inwieweit dieser Druck ein Parameter mit potentieller Auswirkung auf die diagnostische Genauigkeit der MCA-PSV bei einer fetalen Anämie ist.

Key words

ultrasound Doppler - pressure - peak systolic velocity - middle cerebral artery

• References

• 1 Abuhamad AZ. The role of Doppler ultrasound in obstetrics. In: Callen PW. (ed) Ultrasonography in Obstetrics and Gynecology. Philadelphia, Pa: Saunders; 2007: 794-807
• 2 Moise Jr KJ. The usefulness of middle cerebral artery Doppler assessment in the treatment of the fetus at risk for anemia. Am J Obstet Gynecol 2008; 198: 161.e1-161e4 Online-Publication: 2007
• 3 Patterson TM. Alexander A. Szychowski JM. et al. Middle cerebral artery median peak systolic velocity validation: effect of measurement technique. Am J Perinatol 2010; 8: 625-630
• 4 Ramon CL. Cajal Y. Umbilical vein and middle cerebral artery blood flow response to partial occlusion by external compression of the umbilical vein. Journal of Maternal-Fetal and Neonatal Medicine 2002; 12: 104-111
• 5 Yi-Ming S. Guo-Rong L. Xiao-Kang C. et al. Ultrasound probe pressure but not maternal valsalva maneuver alters Doppler parameters during fetal middle cerebral artery Doppler ultrasonography. Prenat Diagn 2010; 30: 1192-1197
• 6 Vyas S. Campbell S. Bower S. et al. Maternal abdominal pressure alters fetal cerebral blood flow. Br J Obstet Gynaecol 1990; 8: 740-742
• 7 Mari G. et al. Noninvasive diagnosis by Doppler ultrasonography of fetal anemia due to maternal red-cell alloimmunization. N Engl J Med 2000; 342: 9-14
• 8 van den Wijngaard JP. et al. Abnormal arterial flows by a distributed model of the fetal circulation. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2006; 291: R1222-R1233
• 9 Shi L. Mao C. Zeng F. et al. Central angiotensin I increases fetal AVP neuron activity and pressor responses. Am J Physiol Endocrinol Metab 2010; 298: E1274-E1282
• 10 Valdueza JM. et al. Changes in Blood Flow Velocity and Diameter of the Middle Cerebral Artery during Hyperventilation: Assessment with MR and Transcranial Doppler Sonography. Am J Neuroradiol 18: 1929-1934 November 1997