Detection of Spina Bifida by First Trimester Screening – Results of the Prospective Multicenter Berlin IT-Study

Abstract

Purpose To evaluate the potential of routine assessment of intracranial translucency (IT) and other posterior brain parameters in the early detection of open spina bifida during the 11 – 14 weeks screening examination.

Materials and Methods This prospective, multicenter longitudinal study was conducted with the participation of 20 certified DEGUM II or III experts in Berlin, Germany, between June 2010 and October 2013. All pregnant women undergoing a first trimester screening were included in the study and in every patient were the IT, brain stem (BS), cisterna magna (CM), BS to occipital bone distance (BSOB) and BS/BSOB ratio measured. All patients with continuing pregnancy underwent a second trimester scan. Our data was used to develop our own reference ranges. The primary outcome parameter was the presence of open spina bifida.

Results A total of 15 526 women with 16 164 fetuses were examined. Median of the IT was 2.1 mm, of the CM 1.6 mm, of the BS 2.7 mm, of the BSOB 5.5 mm, and of the BS/BSOB ratio 0.49. There were 11 cases with open spina bifida (incidence of 6.8/10 000). The detection rate was 100 % and in all cases of spina bifida, the anomaly was detected either at the first examination (n = 8) or considered suspicious and the lesion then detected a few weeks later (n = 3). Considering individual measurements, however, the detection rate was 18 % with the complete absence of the IT and 45 % with cut-off values. For the CM measurement, the detection rate was 64 % with the absence of the CM and 73 % with cut-off values. The other parameters proved not to be predictive of open spina bifida.

Conclusion In the hands of an expert, open spina bifida can be reliably diagnosed early in gestation during the 11 – 14 weeks screening. The measurement of different parameters of the posterior brain, especially the CM and the use of cut-off values are of tremendous benefit in achieving a high sensitivity in the detection rate.

Zusammenfassung

Ziel Die Vorhersagekraft der routinemäßigen Bestimmung des 4. Ventrikels (IT) sowie weiterer Parameter der hinteren Schädelgrube bei der frühzeitigen Diagnose einer Spina bifida im Erst-Trimester-Screening zu evaluieren.

Material und Methoden Es wurde eine prospektive, multizentrische longitudinale Studie in Berlin, Deutschland, durchgeführt mit 20 DEGUM-II oder -III-Experten im Zeitraum zwischen Juni 2010 und Oktober 2013. Eingeschlossen wurden Schwangere aus dem Erst-Trimester-Screening, und bei allen wurde die IT, der Hirnstamm (BS), die Cisterna magna (CM) und der Abstand zwischen Hirnstamm und os occipitale (BSOB) gemessen, daraus der BS/BSOB-Quotient errechnet sowie im Verlauf ein Zweit-Trimester-Ultraschall durchgeführt. Die erhobenen Daten dienten zur Erstellung eigener Referenzwerte. Der primäre Outcome-Parameter war das Vorhandensein einer offenen Spina bifida.

Ergebnisse Insgesamt 16 164 Feten von 15 526 Schwangeren wurden untersucht. Der Median der IT betrug 2,1 mm, der CM 1,6 mm, der BS 2,7 mm, der BSOB 5,5 mm, und des BS/BSOB-Quotienten 0,49. In 11 Fällen wurde eine offene Spina bifida diagnostiziert (Inzidenz 6,8/10 000). Die Detektionsrate betrug 100 %, und in allen Fällen einer offenen Spina bifida wurde die Fehlbildung bei der Erstuntersuchung (n = 8) diagnostiziert oder der Verdacht geäußert und die Läsion dann wenige Wochen später im Verlauf diagnostiziert (n = 3). Bezüglich der Einzelparameter betrug die Detektionsrate 18 % für das vollständige Fehlen der IT und 45 % für das Unterschreiten der nach Schwangerschaftsalter adaptierten unteren Grenzwerte. Für die CM betrug die Detektionsrate 64 % für das Fehlen der CM und 73 % für das Unterschreiten der Grenzwerte. Die weiteren Parameter erwiesen sich nicht als prädiktiv hinsichtlich einer offenen Spina bifida.

Schlussfolgerung Durch einen Experten für Pränataldiagnostik kann die offene Spina bifida verlässlich im Erst-Trimester-Screening diagnostiziert werden. Die Bestimmung verschiedener Parameter der hinteren Schädelgrube, insbesondere der CM sowie die Anwendung ihrer Grenzwerte sind von erheblichem Nutzen, um eine hohe Sensitivität in der Früherkennung der offenen Spina bifida zu erreichen.

Key words

obstetrics - fetus - brain

• References

• 1 European surveillance of congenital anomalies. http://www.eurocat-network.eu/accessprevalencedata/prevalencetables accessed on 8^th of Aug 2013
• 2 Nicolaides KH. Campbell S. Gabbe SG. et al. Ultrasound screening for spina bifida: cranial and cerebellar signs. Lancet 1986; 328: 72-74
• 3 Chaoui R. Benoit B. Mitkowska-Wozniak H. et al. Assessment of intracranial translucency (IT) in the detection of spina bifida at the 11–13-week scan. Ultrasound Obstet Gynecol 2009; 34: 249-252
• 4 Fong KW. Toi A. Okun N. et al. Retrospective review of diagnostic performance of intracranial translucency in detection of open spina bifida at the 11–13-week scan. Ultrasound Obstet Gynecol 2011; 38: 630-634
• 5 Solt I. Acuna JG. Adeniji BA. et al. First-Trimester Visualization of the Fourth Ventricle in Fetuses With and Without Spina Bifida. J Ultrasound Med 2011; 30: 1643-1647
• 6 Karl K. Kagan KO. Chaoui R. Intra- and interoperator reliability of manual and semi-automated measurements of intracranial translucency. Ultrasound Obstet Gynecol 2012; 39: 164-168
• 7 Mangione R. Lelong N. Fontanges M. et al. Visualization of intracranial translucency at the 11–13-week scan is improved after specific training. Ultrasound Obstet Gynecol 2011; 38: 635-639
• 8 Adiego B. Illescas T. Martinez-Ten P. et al. Intracranial translucency at 11–13 weeks of gestation: prospective evaluation and reproducibility of measurements. Prental Diagnosis 2012; 32: 259-263
• 9 Kavalakis I. Souka AP. Pilalis A. et al. Assessment of the posterior brain at 11–14 weeks for the prediction of open neural tube defects. Prenat Diagn 2012; 32: 1143-1146
• 10 Chen M. Chen H. Yang X. et al. Normal range of intracranial translucency (IT) assessed by three- dimensional ultrasound at 11 + 0 to 13 + 6 weeks in a Chinese population. J Mat Fet Neonat Med 2012; 25: 489-492
• 11 Hynek M. Smetanova D. Hlavova E. et al. Case report of spinal dysraphism with lemon and banana signs in the second trimester and normal intracranial translucency in the first trimester. Ultrasound Obstet Gynecol 2010; 36: 168-305
• 12 Arigita M. Martinez D. Nadal A. et al. Spina bifida in a 13-week fetus with a normal intracranial translucency. Prenat Diagn 2011; 31: 1104-1105
• 13 Mangione R. Dhombres F. Lelong N. et al. Screening for fetal spina bifida at the 11 – 13-week scan using three anatomical features of the posterior brain. Ultrasound Obstet Gynecol 2013; 42: 416-420