UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE CIÊNCIAS MÉDICAS
LUCAS AUGUSTO MONTEIRO DE CASTRO TRIGO
DIAGNÓSTICO DE MICROCEFALIA PELO ULTRASSOM – COMPARAÇÃO DE
TRÊS INTERVALOS DE REFERÊNCIA E DIAGNÓSTICO PÓS-NATAL
ULTRASOUND MICROCEPHALY DIAGNOSIS - COMPARISON OF THREE
REFERENCE INTERVALS AND POST-NATAL DIAGNOSIS
CAMPINAS 2017
LUCAS AUGUSTO MONTEIRO DE CASTRO TRIGO
DIAGNÓSTICO DE MICROCEFALIA PELO ULTRASSOM – COMPARAÇÃO DE
TRÊS INTERVALOS DE REFERÊNCIA E DIAGNÓSTICO PÓS-NATAL
ULTRASOUND MICROCEPHALY DIAGNOSIS - COMPARISON OF THREE
REFERENCE INTERVALS AND POST-NATAL DIAGNOSIS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Tocoginecologia da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas como parte dos
requisitos exigidos para a obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde, na área de Saúde Materna e Perinatal.
Master’s Dissertation presented to the Obstetrics and Gynecology Graduate Program of the School of Medical Sciences at the University of Campinas, to obtain the MSc grade in Health Science in Maternal and Perinatal Health Concentration Area.
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO
DEFENDIDA PELO ALUNO LUCAS AUGUSTO MONTEIRO DE CASTRO TRIGO
E ORIENTADO PELA PROFA. DRA. ELIANA MARTORANO AMARAL
CAMPINAS 2017
BANCA EXAMINADORA DA DEFESA DE MESTRADO
[LUCAS AUGUSTO MONTEIRO DE CASTRO TRIGO] ORIENTADORA: ELIANA MARTORANO AMARAL MEMBROS: 1. Profa. Dra. Eliana Martorano Amaral 2. Profa. Dra. Fernanda Garanhani de Castro Surita 3. Profa. Dra. Roseli Mieko Yamamoto Nomura
Programa de Pós-Graduação em Tocoginecologia da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas
A ata de defesa com as respectivas assinaturas dos membros da banca examinadora encontra-se no processo de vida acadêmica do aluno.
Data: DATA DA DEFESA [28/09/2017]
Dedico este trabalho
A Deus, razão da minha existência e o início de tudo. À minha base como pessoa, meu alicerce e sustento diário: minha família. - Guilherme, meu companheiro em muito mais do que apenas viagens. Obrigado por acreditar em mim, neste projeto, e em nós. Ter você ao meu lado me faz uma pessoa melhor. Obrigado por praticamente virar um especialista neste assunto, de tanto ler, reler, traduzir e comparar cada parágrafo desta dissertação. A vitória é nossa! - Mãe e pai, Cristina e Carlos Trigo, minha origem e meus maiores espelhos. Obrigado pela compreensão da minha ausência, paciência nos meus momentos de estresse e amor incondicional. Se consegui chegar até aqui hoje, devo isto a vocês e todos os sacrifícios que passaram para me permitir ir mais longe. Que esta dedicatória mostre ao menos uma mínima parcela do quanto sou grato a vocês por tudo.- Meus irmãos, Alessandra e Carlos Felipe, que, embora distantes fisicamente, sempre tentaram demonstrar de suas maneiras o interesse e o apoio para que este dia chegasse. Que vocês possam ter o mesmo orgulho de mim que eu tenho de vocês. - Minha avó Stella, minha inspiração como pessoa, mulher, mãe, avó, bisavó e porto-seguro de toda uma família. Uma verdadeira matriarca, que sempre esteve ao meu lado sem nunca questionar o motivo. Não há linhas suficientes para expressar o meu amor pela senhora. Que um dia eu consiga ser tão guerreiro e vencedor quanto a senhora já foi e é.
Agradecimentos
- À minha orientadora, Dra. Eliana Amaral, que permitiu que este trabalho se concretizasse. Obrigado pelas leituras na madrugada, as correções e questionamentos. Obrigado pela confiança no tema e possibilidade de desenvolver algo em que eu acreditasse e amasse.
- Ao Dr. João Bennini pela sugestão do assunto e disponibilidade do espaço do setor de imagem do CAISM para desenvolvimento deste projeto.
- Ao Dr. Sérgio Marba pela ajuda na obtenção de dados e prestatividade ímpar. Com a sua ajuda foi possível evoluir na análise dos dados de maneira mais rápida e leve. - Ao Gabriel, estatístico mais do que competente, que permitiu que esta relação se tornasse muito mais do que só profissional. Obrigado pelas inúmeras explicações, discussões e reuniões. Obrigado pelo interesse no assunto e por acreditar nesta idéia. - Aos meus mestres, sem os quais não teria adquirido conhecimentos e meios para desenvolver esta dissertação. Estar cercado por pessoas tão fantásticas como estive nestes últimos onze anos de UNICAMP é uma verdadeira dádiva. Obrigado por me impulsionarem e confiarem em mim como pessoa e médico.
- Aos meus amigos, pessoas que não nomearei pois vocês certamente sabem quem são. Obrigado pelos incansáveis desabafos, sugestões e conselhos. Vocês tornaram este trajeto menos difícil, mas não menos importante. Vocês são a família que eu escolhi e que levarei comigo sempre.
RESUMO Introdução: A medida da circunferência cefálica (CC) fetal pela ultrassonografia (US) é importante para avaliação do crescimento fetal intrauterino. Seus valores podem nos levar a suspeitar de microcefalia, que pode estar relacionada com outras anormalidades fetais. Muitos estudos foram realizados a fim de determinar valores de normalidade para o crescimento da CC, permanecendo-se até hoje sem consenso. Na década de 90, Snijders desenvolveu uma curva de referência baseando-se na população londrina, que ainda é mundialmente utilizada. Nos últimos anos, dois grandes estudos multicêntricos foram publicados, sendo um pela Organização Mundial da Saúde (OMS) e outro pelo Intergrowth 21st (IG21). Ambos selecionaram países de quatro continentes, a fim de se obter uma amostra mais heterogênea, visando construir uma curva de referência mundialmente aplicável. Ainda não há estudos que comparem o desempenho destas três curvas de referência na população brasileira. Objetivo: Comparar o diagnóstico ultrassonográfico de microcefalia obtido pelas três curvas de referência (Snijders, OMS e IG21) com seu diagnóstico pós-natal. Analisar e comparar os Valores Preditivos Positivos (VPP) de cada referência e a possível influência do sexo fetal sobre eles. Comparar as três curvas entre si. Métodos: Estudo retrospectivo realizado no Setor de Imagem do Hospital Prof. Dr. José Aristodemo Pinotti (CAISM) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Foram avaliadas todas as gestantes que realizaram US de 01 de janeiro de 2011 a 22 de novembro de 2016, totalizando 32181 exames de 11859 gestações. Não foram incluídas gestações múltiplas, fetos malformados ou óbitos, e aquelas que não tiveram parto no CAISM em até 14 dias da última US. Casos suspeitos de microcefalia pela US foram confirmados ao nascimento pela equipe de neonatologia. VPPs foram calculados para cada referência e também subdivididos pelo sexo fetal. As curvas foram sobrepostas e seus comportamentos comparados pelo método de Leisenring de amostras pareadas, com correção de Bonferroni, assumindo p-valor de 0,0167 para significância. Resultados: VPPs de Snijders (25,1%) e IG21 (24,2%) foram similares (p=0,39) e apresentam diferença significativa em relação à OMS (20,2%) (p<0,001). Embora tenha havido uma tendência de 2 casos do sexo feminino para 1 caso do sexo masculino fetal no
diagnóstico US de microcefalia, não houve diferença entre seus VPPs. Não houve diferença entre as três curvas pelo modelo de regressão logarítmica, mas três diferentes comportamentos delas foram observados: até 30 semanas, entre 30 e 36 e após 36 semanas. No grupo após 36 semanas, houve diferença significativa entre as curvas do IG21 e da OMS (p=0,0079), mas não entre Snijders e OMS (p=0,041). A OMS não diagnosticou apenas um dos 71 casos tidos como microcefalia pós-natal, enquanto Snijders não diagnosticou 8 e IG21 9. Conclusão: VPPs de Snijders e do IG21 (25,1% e 24,2%) mostraram-se significativamente superiores em relação ao da OMS (20,2%). OMS apresentou maior sensibilidade no diagnóstico pós-natal de microcefalia, não diagnosticando apenas um dos 71 casos confirmados, enquanto Snijders não diagnosticou 8 e IG21 9. Sugere-se que a aplicação de cada uma destas curvas deva estar vinculada ao propósito esperado pelo seu uso.
Palavras-chave: 1. Microcefalia, 2. Curvas de crescimento, 3. Desenvolvimento fetal, 4. Valores de referência, 5. Diagnóstico pré-natal.
ABSTRACT
Introduction: Measurement of fetal head circumference (HC) through ultrasonography (US) is important to evaluate intrauterine fetal growth. Such evaluation may lead us to suspect microcephaly, which may also be related to other fetal abnormalities. To assess the normality values for HC growth, several studies have been developed, but there remains a lack of consensus. During the 1990s, Snijders created a reference curve in London, used worldwide. In recent years, the World Health Organization (WHO) and the Intergrowth 21st (IG21) project developed new references through multicentric studies. Both studies selected different populations from four continents, aiming to obtain a heterogeneous sample and therefore a worldwide applicable reference curve. So far, no comparative study has analyzed the use of these reference intervals in Brazil. Objectives: To compare microcephaly diagnosis between the three mentioned reference curves (Snijders, WHO, and IG21) with the postnatal diagnosis. To analyze and compare the Positive Predictive Values (PPVs) of each reference as well as the potential influence of the fetus’ gender over them. To compare the three
curves. Methods: Retrospective study conducted at the Imaging Section of Women’s
Hospital (CAISM), University of Campinas. Records of all pregnant women subject to US between 1 January 2011 and 22 November 2016 were evaluated, totalizing 32,181 exams among 11,859 pregnancies. Cases with multiple pregnancies, fetal malformations or death, and women with a last available US assessed later than 14 days before birthdate were not included. A neonatologist confirmed postnatal microcephaly diagnosis after delivery. PPVs were assessed for each reference interval and also subdivided by fetal gender. The curves were superimposed and their behavior compared by the Leisenring method of paired samples with Bonferroni’s correction, assuming the p-value of 0.0167 as significant. Results: Snijders PPV (25.1%) and IG21 PPV (24.2%) had similar results (p=0.39) and were more significant than WHO’s (20,2%) (p<0.001). Although microcephaly is diagnosed twice more commonly in females than in males there was no difference between their PVVs. There was no difference between the three curves’ US diagnosis according to logarithmic regression modeling. However, three different trends were observed: until 30 weeks, between 30
and 36 weeks and after 36 weeks of gestational age. In the group after 36 weeks, there was a significant difference between the curves of IG21 and WHO (p=0.0079), but not between Snijders and WHO (p=0.041). WHO only failed to diagnose one out of 71 cases confirmed with microcephaly after birth, while Snijders failed to diagnose 8 and IG21 9. Conclusion: Snijders and IG21 PPVs (25.1% and 24.2%) performed significantly better when compared to WHO (20.2%). WHO exhibited a higher sensitivity in postnatal microcephaly diagnosis, misdiagnosing only one in 71 cases, while Snijders missed 8 and IG21 9. This indicates that each reference should be potentially applied according to the expected purpose for its use.
Keywords: 1. Microcephaly, 2. Growth curves, 3. Fetal development, 4. Reference values, 5. Prenatal diagnosis.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
%
Percentual
BPD
Biparietal diameter
CAISM
Centro de Atenção Integral à Saúde da Mulher
(Hospital Prof. Dr. José Aristodemo Pinotti)
CA
Circunferência abdominal
CC
Circunferência cefálica
CCN
Comprimento Crânio-Nádega
CF
Comprimento femoral
CMV
Citomegalovírus
CNS
Conselho Nacional de Segurança
DBP
Diâmetro biparietal
DOF
DP
Diâmetro occipito-frontal
Desvio Padrão
EUA
Estados Unidos da América
HC
Head circumference (Circunferência cefálica)
IG
Idade Gestacional
IG21
Intergrowth 21st
MHz
Megahertz
MS
Ministério da Saúde
NICHD
National Institute of Child Health and Human Development
OFD
Occipitofrontal diameter
OMS
Organização Mundial da Saúde
PC
Polo cefálico
PIG
RDC
Pequeno para a idade gestacional
República Democrática do Congo
SNC
Sistema nervoso central
UNICAMP Universidade Estadual de Campinas
US
Ultrassonografia
WA
Washington
WHO
World Health Organization
WI
Wisconsin
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ... 13 2. OBJETIVOS ... 22 2.1 OBJETIVO GERAL ... 22 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 22 3. MÉTODOS ... 23 3.1. DESENHO DO ESTUDO ... 23 3.2. TAMANHO AMOSTRAL ... 23 3.3. SELEÇÃO DOS SUJEITOS ... 23 3.3.1. CRITÉRIOS DE INCLUSÃO ... 23 3.4. VARIÁVEIS ... 24 3.5. TRATAMENTOS, TÉCNICAS E EXAMES ... 25 3.6. INSTRUMENTO PARA COLETA DE DADOS ... 26 3.7. COLETA DE DADOS ... 26 3.8. CONTROLE DE QUALIDADE ... 26 3.9. PROCESSAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS ... 27 3.10. ANÁLISE ESTATÍSTICA ... 28 3.11. ASPECTOS ÉTICOS ... 30 4. RESULTADOS ... 30 5. DISCUSSÃO GERAL ... 60 6. CONCLUSÕES ... 64 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 65 8. ANEXOS ... 70 8.1 ANEXO 1 – FICHA DE COLETA DE DADOS ... 70 8.2. ANEXO 2 – APROVAÇÃO DO PROJETO NO COMITÊ DE ÉTICA EM PESQUISA (CEP) ... 72
1. INTRODUÇÃO
A medida do polo cefálico (PC) fetal, realizada por meio da ultrassonografia (US), é importante na avaliação do crescimento intrauterino. A circunferência cefálica (CC) é um dos parâmetros utilizados para a estimativa de peso do feto, junto ao comprimento do fêmur (CF) e à circunferência abdominal (CA). (1–6) Além disto, sua relação com o padrão de normalidade permite o diagnóstico de microcefalia ou macrocrania, identificando casos que demandam uma atenção especial do examinador na avaliação da anatomia e desenvolvimento fetais. Estas alterações cranianas, quando ocorrem, podem estar relacionadas a outras malformações do feto, seja no sistema nervoso central (SNC), como microcalcificações cerebrais, ventriculomegalia e hidrocefalia, agenesia de corpo caloso e do vérmis cerebelar; ou fora dele, como alterações cardíacas, fenda palatina, intestino ecogênico e pé torto. Diante desses achados, recomenda-se o rastreio de infecções durante o pré-natal e investigação genética. (7–12)
Várias são as possíveis causas da microcefalia, entre elas as infecções congênitas, síndromes genéticas, uso materno de substâncias nocivas durante a gestação, déficits placentários e os fetos que são pequenos para sua idade gestacional. O Zika vírus tem sido uma das infeções mais estudadas nos últimos anos, sendo mostrada sua relação com microcefalia, microcalcificações cerebrais e atrofia da camada cortical e subcortical do sistema nervoso central do feto. (13,14) Entretanto, outras infecções não devem ser negligenciadas, pois podem causar tanto ou até mais danos à formação fetal. (12,15,16) O citomegalovírus (CMV) é a maior causa atual de malformação congênita por infecção viral, pelo herpes-vírus 5. Entre suas alterações estão a microcefalia, calcificações cerebrais, ventriculomegalia e anomalias do corno occipital do ventrículo lateral. O CMV também acomete estruturas fora do SNC, causando ascite, cardio e hepatomegalia, além de restrição de crescimento fetal e intestino ecogênico, que podem ser detectados pelo US. (15,17–19) Outra importante causa infecciosa de microcefalia é a toxoplasmose, através do protozoário Toxoplasma gondii. Sua contaminação é dada principalmente por meio de alimentos contaminados
com cistos do protozoário e fezes de gatos. Como repercussão fetal, destacam-se a microcefalia, calcificações intracranianas, hidrocefalia e ventriculomegalia cerebral no SNC. Outras alterações que podem ser encontradas são intestino ecogênico, calcificações hepáticas, hepatoesplenomegalia e restrição de crescimento fetal. (15,20–22)
As causas não infecciosas de microcefalia também merecem destaque e são sempre suspeitadas no momento em que achados da US sugerem que há uma síndrome, definida como conjunto de sinais e sintomas sugestivos de uma doença específica. Dentre elas, as mais comuns são a trissomia do cromossomo 21 (Síndrome de Down), que pode cursar com prega nucal aumentada, osso nasal ausente ou hipoplásico, atresia duodenal e cardiopatias; a do cromossomo 18 (Síndrome de Edwards), que pode apresentar alterações cerebelares, pé torto, hérnia diafragmática e onfalocele; e a do 13 (Síndrome de Patau), que pode ter associação com fendas faciais, defeitos cardíacos e rins ecogênicos. (23–28)
O uso materno de substâncias nocivas ao longo da gestação também pode levar à microcefalia. Estudos recentes mostram esta relação com grande consumo de álcool, tabaco e drogas ilícitas como a maconha. O álcool, por sua vez, também está associado a um déficit cognitivo pós-natal, de intensidade diretamente proporcional à quantidade ingerida ao longo da gestação. (29–34)
Alguns fetos tem todas as suas medidas abaixo do esperado para a sua idade na avaliação ecográfica – são os chamados pequenos para a idade gestacional (PIG) após o nascimento. Estes casos podem muitas vezes estar associados apenas à herança genética, sendo fetos provenientes de pais de baixa estatura. Outro caso frequente entre os PIGs são aqueles decorrentes de déficit nutricional crônico, destacando-se a insuficiência placentária. Qualquer complicação desencadeada na gestação ou doença materna previamente existente, como a eclâmpsia ou a hipertensão pré-gestacional, pode prejudicar a troca de nutrientes entre a mãe e o feto e traz como consequência a restrição de crescimento fetal. (35–40)
Para confirmação diagnóstica, exames laboratoriais, sorologias maternas e fetais e/ou coleta de material fetal para investigação por biologia molecular e genética
podem ser utilizados. (28,41) Embora todos estes exames permitam o diagnóstico final do feto, vale ressaltar que a hipótese diagnóstica só terá sido previamente levantada em consequência de uma boa avaliação fetal.
Desde a década de 50, a US tem sido a principal forma de avaliação do desenvolvimento do feto, com melhoria progressiva na qualidade de imagem e na leitura mais detalhada da anatomia fetal. (42) Com seu uso disseminado, há maior detecção de anormalidades no feto, permitindo uma melhor assistência e manejo pré-natal e periparto, que contribui para melhores desfechos perinatais. (27,37) Por outro lado, uma avaliação ecográfica deficitária pode gerar diagnósticos falso-positivos, que levam à ansiedade na gestante e podem demandar a realização de procedimentos invasivos desnecessários. Assim, mostra-se essencial a definição de parâmetros corretos para definir se alguma medida ou achado está dentro da normalidade ou deve ser considerado anormal.
Para determinação de normalidade de qualquer medida fetal, são definidos valores de referência que incluem aproximadamente dois desvios-padrões abaixo e acima da média, sendo os valores fora deste intervalo considerados alterados. Ao avaliarmos a cabeça fetal, diversos são os intervalos de referência publicados, com discussão na literatura para determinar qual seria o mais adequado. Em 1984, Jeanty desenvolveu uma curva de medida de CC através de um estudo longitudinal a partir de 45 casos, com 46 fetos, em Connecticut, Estados Unidos (EUA). Devido ao número reduzido de casos, com poucos exames realizados até 12 semanas ou acima de 37 semanas de idade gestacional, observou-se que qualquer alteração em um destes fetos interferia de maneira significativa na construção da curva, pois representaria grande porcentagem do número total de casos. (43) Utilizando esta curva, estudos mostraram uma alta taxa de falsos negativos quando havia suspeita de microcefalia, chegando até a 50% dos casos. (44)
A fim de estabelecer melhor acurácia para avaliação do PC fetal, em 1994, Snijders e Nicolaides desenvolveram curvas de referência baseadas em 1040 gestações tidas como normais, sem intercorrências ou alterações fetais diagnosticadas ao longo do pré-natal. Não houve distinção de raça, idade, paridade ou sexo do bebê para o
desenvolvimento destas curvas e todas as informações foram obtidas a partir do banco de dados do Hospital King’s College de Londres. Os valores de normalidade deste estudo são fornecidos através do software ASTRAIA®, que apresenta estes valores como referência. Este software é utilizado por diversos centros especializados para acompanhamento e avaliação da morfologia e crescimento fetal em todo o mundo. Snijders e Nicolaides utilizaram como definição da medida ideal do PC fetal aquela realizada através das três medidas usuais: o diâmetro biparietal (DBP), o diâmetro occipito-frontal (DOF) e a circunferência cefálica (CC). Neste estudo, as duas primeiras variáveis foram definidas como a distância entre as bordas externas dos ossos e a terceira foi calculada baseada nestes valores através da fórmula 3,14 x (DBP + OFD)/2. Foi fornecida uma tabela com os valores do percentil 5, 50 e 95 para a medida da CC, bem como a fórmula matemática para a obtenção de qualquer outro percentil desejado. (3)
Em 2006, na publicação do WHO Child Growth Standards, a Organização Mundial da Saúde (OMS) definiu a necessidade de desenvolvimento de curvas de crescimento para uso internacional, a fim de melhor seguimento pós-natal e infantil. (45) Neste estudo, foi possível avaliar o crescimento e o ganho ponderal de populações em diversos países de diferentes continentes. Entretanto, o estudo partia do pressuposto de que o desenvolvimento de qualquer indivíduo seria sempre semelhante, independente da etnia ou localização geográfica, desde que todas as gestantes estivessem expostas a condições socioeconômicas e nutricionais adequadas.
Estudos subsequentes questionaram estas curvas, fazendo comparações entre elas e curvas específicas para populações específicas. Em Hong Kong, Hui analisou mais de 14 mil crianças de 6 a 18 anos, em busca daquelas que apresentassem condições semelhantes às utilizadas pela OMS em seu estudo. Avaliando as mais de 7 mil crianças elegíveis para comparação, mostrou que, caso utilizassem a curva estabelecida pela OMS, haveria um acréscimo de até 2,8% no diagnóstico de baixa estatura e de até 3,5% de baixo peso em relação aos diagnósticos que seriam obtidos através da curva da população local. (46)
Júlíusson, em 2010, mostrou que as crianças belgas e norueguesas também não respeitavam o padrão de distribuição de crescimento esperado pela curva da OMS. Avaliando quase 7 mil crianças entre 0 e 5 anos de idade, subdividiu-as em dois grupos: as que preenchiam os critérios da OMS e a população geral, que podiam ou não preencher estes critérios. Como resultado, mostrou que mesmo a população específica que preenchia os critérios da OMS apresentava comportamento mais semelhante ao crescimento das demais crianças da sua população do que da curva elaborada pela OMS. Além disto, a maioria das crianças de ambas as nacionalidades estavam acima de 2 desvios padrões (DP) da normalidade definida pela OMS e uma minoria abaixo de – 2 DP em diversas medidas antropométricas. As medidas de CC receberam grande destaque neste estudo, tendo valores de CC abaixo de – 2 DP apenas 0,97% das crianças belgas e 0,18% das crianças norueguesas, enquanto 6,55% das belgas e 6,4% das norueguesas tiveram valores acima de 2 DP. Com estes dados, Júlíusson mostrou que as populações belga e norueguesa apresentariam uma alta taxa de diagnóstico de macrocrania e pouquíssimos casos de microcefalia, caso a curva da OMS fosse adotada como padrão nestes países. (47) Uma revisão sistemática realizada em 2014 por Natale comparou as curvas da OMS de estatura, ganho ponderal e CC com outros 55 estudos de grupos étnicos e/ou países em um intervalo de 15 anos. A CC foi o parâmetro analisado que apresentou variação mais significativa quando comparados aos valores de referência locais em relação à curva da OMS, enquanto a estatura foi a que teve menor variação. No caso da avaliação da CC, a variação foi de 32 a 72% superior à referência da OMS, a depender da idade da criança, com uma média de 54%. Mais da metade dos casos (51% dos femininos e 56% dos masculinos) se encontravam 0,5 DP acima do limite da normalidade, mostrando um número extremamente significativo de casos acima da referência, levando a um alto índice de diagnósticos de macrocrania. O mesmo raciocínio se aplicou na situação contrária, para o diagnóstico de microcefalia. Como os valores tendiam a estar sempre acima do valor esperado para a referência da OMS, ainda menos casos eram diagnosticados como abaixo do limite inferior da normalidade em relação às curvas locais. (48)
Outra análise feita por esta revisão sistemática foi a variação dos valores de CC e uma comparação geográfica entre eles. Natale observou que a variação entre as CC são menores quando os locais avaliados estão geograficamente mais próximos, citando como exemplo países europeus como a Alemanha e a Holanda, ou a França e a Suíça e países asiáticos, como Singapura, China e Japão. Um ponto salientado por Natale foi o de que havia pouca informação científica a respeito dos países sul-americanos e africanos, sendo sua revisão uma análise de uma amostra predominantemente européia, norte-americana e com alguma participação asiática e australiana. (48)
Mais uma vez, fez-se evidente a necessidade de novas referências para uma melhor internacionalização das curvas de crescimento. Questionou-se também se não seria melhor a utilização de curvas de acordo com regiões geográficas, a fim de se obter resultados mais uniformes, como mostrado por Natale. Desde 1981, Walton mostrou que diferentes grupos étnicos podiam apresentar diferentes padrões de crescimento fetal, estudando a medida do DBP em populações caucasianas e polinésias. Independente da IG, os polinésios sempre apresentavam pelo menos 1,89 mm a mais do que os caucasianos nesta medida. (49) Em 2005, um estudo peruano reforçou a quanto ao desenvolvimento étnico individualizado. Avaliando 195 gestações sem complicações com US seriada de 20 a 38 semanas, mostrou que a velocidade de crescimento fetal nas gestantes peruanas era interpretado como mais devagar se comparado aos modelos norte-americanos ou europeus, mas tida como normal caso a referência utilizada fosse em relação a fetos do próprio Peru. (50) Em 2009, Landis realizou um estudo longitudinal em Kinshasa, na República Democrática do Congo (RDC), com 144 gestantes e um total de 755 exames. No entanto, a população da África subsaariana tende a apresentar deficiências nutritivas, com baixo peso materno e baixo ganho ponderal na gestação, além de maior risco endêmico de malária e deficiente saneamento básico, aumentando riscos de diversas infecções. Ao se aplicar como parâmetro de referência curvas elaboradas em países desenvolvidos, eleva-se o índice de baixo peso fetal ao nascimento. Entretanto, ao analisar estes valores em uma curva construída na própria RDC, observou-se uma distribuição mais adequada dos casos, respeitando a proporção esperada para cada percentil. (51)
Em 2015, o NICHD dos Estados Unidos publicou um estudo prospectivo em que avaliou 2334 gestantes com feto único em 12 comunidades diferentes, subdividindo-as em quatro grupos étnicos: asiáticas (20%), hispânicas (28%), não-hispânicas brancas (26%) e não-hispânicas negras (26%). Estas gestantes foram submetidas a quatro exames US ao longo da gestação, sendo notado que a partir de 21 semanas as CC dos fetos variavam significativamente entre cada grupo étnico-racial. Outros valores como peso fetal estimado, CF, CA, DBP também foram avaliados, mostrando variações também significativas após 20 semanas de gestação. (52) Tal estudo reforçou a idéia de que, mesmo dentro de uma mesma população geográfica, a influência da raça e/ou etnia tem seu impacto, e este deve ser levado em consideração ao se avaliar uma amostra da população, que conta com sua própria heterogeneidade.
Baseado em todas estas considerações, a OMS realizou um novo estudo multicêntrico a fim de se estabelecer novos intervalos de referência através de curvas de crescimento, tendo como princípio a heterogeneidade étnica e socioeconômica da população. Foram selecionados dez países para sua realização, buscando representar a população mundial da forma mais abrangente possível. Os países incluídos foram a Argentina e o Brasil representando o continente americano, o Egito e a RDC representando a África, a França, a Alemanha, a Dinamarca e a Noruega representando o continente europeu, e a Índia e a Tailândia representando a Ásia. Foram 1387 gestantes participantes do estudo, com um total de 8203 exames, dos quais 7924 foram utilizados para análise. Com estes dados, pela regressão quantílica, foram construídas curvas de intervalo de referência para diversas medidas fetais e suas correlações, entre elas a CC, o DBP, a CA, o CF e o peso fetal estimado. Também foram fornecidas tabelas com valores de percentil 2,5, 5, 10, 25, 50, 75, 90, 95 e 97,5 para cada uma destas variáveis, mas não foram disponibilizadas as fórmulas matemáticas que levaram ao desenho das curvas. (53)
Neste mesmo período, outro estudo multicêntrico com o mesmo propósito foi desenvolvido e intitulado Intergrowth 21st (IG21), publicado em setembro de 2014. O projeto foi desenvolvido em oito diferentes países, sendo eles o Brasil e os EUA representando o continente americano, o Quênia representando a África, a China, o Omã e a Índia representando o continente asiático, e a Itália e a Inglaterra
representando a Europa. Nele, foram selecionadas 4607 gestantes, das quais 4321 evoluíram sem complicações graves e com gestações únicas, sem malformações fetais, sendo passíveis de análise. As avaliações US foram realizadas a partir de 14 semanas de IG e a cada 5 semanas, tendo sempre sido registrado os valores da CC, DBP, DOF, CA e CF. As curvas de intervalo de referência foram calculadas baseado em modelos polinominais fracionados de segundo grau. Como na OMS, foram fornecidas tabelas com os valores de percentil para cada variável, mostrando os percentis 3, 5, 10, 50, 90, 95 e 97. As fórmulas matemáticas para elaboração das curvas foram publicadas, sendo possível calcular qualquer outro percentil desejado para análise. (54,55)
Leibovitz desenvolveu em 2016 um estudo em Israel comparando curvas de referência para CC com o desfecho pós-natal de microcefalia. Este estudo avaliou três curvas: a estipulada por Chervenak em 1984, a desenvolvida por Daniel-Spiegel para a população de Israel em 2013 e a determinada pelo IG21 em 2014. (8,44,55) Os valores preditivos positivos (VPPs) obtidos foram de 57,1% para Chervenak, 66,7% para Daniel-Spiegel e 61,5% para o IG21, sem diferença significativa entre eles. Um ponto interessante levantado neste estudo foi o de não haver um consenso entre valores de corte para o diagnóstico de microcefalia, sendo utilizado no estudo de Chervenak e IG21 a referência de -3 DP, enquanto pela referência utilizada por Daniel-Spiegel o valor foi de -2,3 DP.
Recentemente, o colégio francês de ecografia fetal comparou o diagnóstico ultrassonográfico de microcefalia da curva francesa em relação ao IG21. A fim de uma comparação mais precisa entre estas referências, os critérios de inclusão foram os mesmos do projeto inicial do IG21. Foram avaliadas exclusivamente gestantes de baixo risco, sem qualquer complicação, com idade entre 18 e 35 anos e índice de massa corpórea (IMC) entre 18,5 e 30 kg/m2. Dos 8748 exames rastreados, apenas 4858 (53%) foram incluídos na análise. Ao serem distribuídos nas curvas de ambas as referências, apresentaram comportamento extremamente similar, sugerindo que ambos intervalos de referência podem ser utilizados para avaliação de biometria fetal nesta população específica. O colégio francês reforçou que não há evidência científica para aplicar esta curvas em outras populações, que não a pré-estabelecida pelo IG21. (56)
Ainda não são encontrados na literatura estudos comparativos entre outros valores de referência para CC e o publicado pelo IG21 em outra população que não a pré-estabelecida por ele. Também não há estudos comparando valores com a curva da OMS e nem com ambos simultaneamente. Como o Brasil foi um dos países selecionados para a realização destes dois recentes projetos, que visavam desenvolver uma curva de referência de CC internacional, optamos por avaliar a compatibilidade destas novas curvas com a população brasileira.
Neste trabalho, as novas curvas de referência elaboradas pela OMS e pelo IG21 foram comparadas com aquela utilizada na rotina do Hospital Prof. Dr. José Aristodemo Pinotti (CAISM) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), um hospital terciário da região de Campinas. O CAISM utiliza para avaliação de biometria fetal o padrão estabelecido por Snijders em 1994, já citado anteriormente. (3) Nos caso específicos da avaliação do PC fetal, a distância entre os ossos cranianos são calculadas pela distância entre uma tábua externa óssea à outra, para Snijders e IG21. A OMS, porém, definiu como medida padrão para o DBP e o DOF a distância entre a tábua externa do primeiro osso até a tábua interna do segundo, diferindo milimétricamente das outras duas referências. (53) Entretanto, nos três estudos a medida da CC é feita pela tábua externa de todo o PC fetal. Este valor pode ser obtido diretamente, através do desenho da elipse em torno dos ossos do crânio, ou indiretamente, por fórmulas matemáticas com base nos valores do DBP e DOF, quando estas medidas foram obtidas de tábua externa à tábua externa óssea.
Como visto nos estudos apresentados, ainda não há um padrão definido para o diagnóstico de microcefalia, variando de valores menores que – 2 DP até – 3 DP, a depender da referência utilizada. Também foi discutido que, de maneira geral, as curvas internacionalmente padronizadas tendem a apresentar menor acerto em relação àquelas desenvolvidas especificamente para uma determinada região geográfica ou grupo étnico. Entretanto, com novas curvas sendo estabelecidas, suas validações devem ser realizadas, a fim de se tentar alcançar a tão esperada padronização para o diagnóstico da microcefalia. Sem a validação destas novas curvas de referência para as medidas de crescimento fetal, muitos diagnósticos podem estar sendo feitos de maneira equivocada. No caso da CC, os casos tidos como microcefalia,
que demandariam uma investigação materna e gestacional mais detalhada, podem estar sobre diagnosticados, levando a uma condução inadequada do pré-natal, despesas inapropriadas e desgaste emocional materno desnecessário. Espera-se através deste estudo analisar as novas curvas de CC para a população brasileira, representada pelo grupo heterogêneo de gestantes atendida no CAISM, um hospital que cobre uma área de aproximadamente 3 milhões de pessoas. Assim, seria possível definir se houve melhora na precisão diagnóstica de microcefalia através da US e, caso sim, qual seria a curva mais adequada para ser utilizada na nossa população.
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERALComparar o diagnóstico de microcefalia nas novas curvas de referência de circunferência cefálica fetal desenvolvidas pela OMS e pelo IG21 entre si e em relação à referência utilizada num serviço de referência universitário brasileiro. 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 2.2.1. Avaliar o VPP das curvas de referência de Snijders, IG21 e OMS para detecção de casos de microcefalia ao nascimento. 2.2.2. Comparar o VPP das curvas de referência de Snijders, IG21 e OMS na detecção de casos de microcefalia ao nascimento.
2.2.3. Comparar as curvas de referência elaboradas por Snijders, IG21 e OMS na detecção de casos de microcefalia ao nascimento.
2.2.4. Avaliar a influência do sexo sobre as curvas de referência de Snijders, IG21 e OMS nos casos de microcefalia ao nascimento.
3. MÉTODOS
3.1. DESENHO DO ESTUDORealizou-se um estudo observacional analítico retrospectivo realizado no Hospital Prof. Dr. José Aristodemo Pinotti (CAISM) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). 3.2. TAMANHO AMOSTRAL Foram avaliadas todas as gestantes que realizaram exame ultrassonográfico na gestação no CAISM no período de 01 de janeiro de 2011 a 22 de novembro de 2016, totalizando 32181 exames em 11330 gestações diferentes. 3.3. SELEÇÃO DOS SUJEITOS
Foram selecionadas gestantes que realizaram exames de ultrassonografia obstétrica no CAISM no período de 01 de janeiro de 2011 a 22 de novembro de 2016.
3.3.1. CRITÉRIOS DE INCLUSÃO
- Gestantes com feto vivo e idade gestacional entre 24 e 41 semanas que realizaram ultrassonografia obstétrica no CAISM no período de 01 de janeiro de 2011 a 22 de novembro de 2016. 3.3.2. CRITÉRIOS DE EXCLUSÃO - Gestação múltipla. - Não haver o valor da CC disponível.
- Parto não realizado no CAISM ou dados incompletos em relação ao parto. - Malformação fetal. - Intervalo do parto para o último US maior do que 14 dias. - Idade gestacional maior que 40 semanas e 6 dias. 3.4. VARIÁVEIS
v Perímetro cefálico ultrassonográfico: a medida da cabeça do feto pela ultrassonografia, em corte axial do polo cefálico do feto, sendo visibilizado o cavum do septum pellucidum, os tálamos e o plexo coroide dos ventrículos laterais. Foi calculado através da fórmula 3.14 x (DBP + DOF)/2, em que o DBP significava diâmetro biparietal e o DOF significava diâmetro occipto-frontal. O ângulo formado entre DOF e DBP era de 90 graus. Ambas as medidas foram realizadas da borda externa de um dos ossos até a borda externa do outro osso, no mesmo plano de corte, como sugerido por Snijders, e mensurado em milímetros, variando de 160 a 500 mm. (3)
v Perímetro cefálico pós-natal: definida como a medida da cabeça do recém-nascido em centímetros era obtida através do uso da fita métrica não extensível, na altura das arcadas supraorbitárias anteriormente, e na maior proeminência do osso occipital posteriormente, passando pela implantação superior das orelhas, imediatamente após o parto, como preconizado pela OMS. (58) v Microcefalia ultrassonográfica: definida como o valor de CC que se encontrava abaixo no percentil 2,5 para cada curva (Snijders, IG21 e OMS). Este percentil correspondia a -1,96 DP da normalidade para cada referência. (3) v Microcefalia pós-natal: definida pela OMS como o valor do perímetro cefálico abaixo de -2 DP da média específica para o sexo e a idade gestacional do
recém-nascido. Era mensurado após o nascimento, em centímetros, através de técnicas e equipamentos padronizados já descritos acima. (57)
v Idade materna: definida como o número de anos completos de vida da gestante e obtida a partir da data de nascimento fornecida no momento da realização da US, variando de 12 a 49 anos. v Idade gestacional (IG): definida como o número de semanas e dias de gestação na ocasião da realização da US, conforme informado nos laudos dos exames de US do sistema, variando de 24 a 41 semanas. O cálculo desta idade foi realizado no momento do atendimento, a partir da Data da Última Menstruação (DUM), caso esta fosse de certeza. Caso contrário, era levada em consideração a IG obtida pela biometria fetal na US de primeiro trimestre, através da medida do comprimento crânio-nádega (CCN), conforme preconizado por Hadlock. Caso a diferença de IG fosse maior do que 7 dias, levava-se em consideração o valor calculado pelo CCN. Caso contrário, mantinha-se a IG de acordo com a DUM. (58, 59) 3.5. TRATAMENTOS, TÉCNICAS E EXAMES
Foram realizados exames ultrassonográficos obstétricos no setor de diagnóstico por imagem do CAISM, utilizando os aparelhos Toshiba Xario® (Toshiba Medical System Corporation, Otawara, Tochigi, Japão), Voluson 730 Expert® ou Voluson 8® (GE Healthcare® Ultrasound, Milwaukee, WI, EUA). Os exames foram realizados via abdominal, com transdutor convexo, utilizando o modo B, com frequência de 2 a 5 MHz, utilizando o preset obstétrico, com ajuste adequado de profundidade, foco e ganho.
As medidas realizadas foram as de biometria fetal (DBP, DOF, CC, CA, CF), das quais utilizamos apenas a avaliação cefálica (DBP, OFD, CC). Os exames eram inicialmente executados por médicos residentes de US e sempre revisados pelo
médico especialista em US e medicina fetal responsável do período. O laudo era emitido apenas após a revisão do exame. As imagens da US eram salvas no aparelho de execução do exame e seus dados constavam no banco de dados do software ASTRAIA® (Astraia Software GMBH®, Munique, Alemanha).
3.6. INSTRUMENTO PARA COLETA DE DADOS
Os dados obtidos neste projeto foram registrados em uma tabela (Anexo 1) e posteriormente transferidos para planilha do programa Excel para Windows (Microsoft® Corporation, Redmond, WA, EUA). 3.7. COLETA DE DADOS Foi realizada por meio das informações obtidas no banco de dados do software ASTRAIA® no Setor de Diagnóstico por Imagem do Hospital Prof. Dr. José Aristodemo Pinotti (CAISM) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Após revisados todos os casos encontrados e avaliados quais seriam incluídos no estudo, houve levantamento de dados através da revisão dos prontuários das pacientes, utilizando as informações obtidas nas fichas neonatais. A maioria destas informações constavam no sistema digital interno do hospital, tendo havido em alguns momentos a necessidade de complementação de informações no prontuário físico. Todos os dados foram recuperados pelo pesquisador responsável e por ele transferidos para uma tabela elaborada especificamente para sua coleta. (Anexo 1)
3.8. CONTROLE DE QUALIDADE
Para controle de qualidade foi realizada revisão dos formulários digitação no banco de dados por dois digitadores diferentes e auditoria aleatória de 10% dos casos com revisão dos prontuários e comparação com as informações registradas.
3.9. PROCESSAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS As variáveis foram coletadas pelo próprio pesquisador do projeto no banco de dados do sistema ASTRAIA®, que armazena todas as mensurações de biometria fetal realizadas no exame ultrassonográfico, segundo as rotinas disponíveis no protocolo do serviço. As variáveis resultaram em uma tabela em Excel® com os seguintes itens: data da realização do exame, iniciais da gestante, data de nascimento, registro hospitalar, idade gestacional no dia do exame, medidas de biometria fetal (DBP, DOF e CC). Após a coleta destes dados no sistema e exclusão das gestantes sem registros da medida de CC e daquelas com gestação múltipla, era selecionado o último exame ultrassonográfico com registro de biometria fetal que constasse no sistema. Estes valores eram distribuídos em três curvas de referência para medida CC discutidos no trabalho: a de Snijders, a do IG21 e a da OMS. Para cada uma destas três análises, houve duas novas colunas na tabela em Excel® (Anexo 1), dizendo qual era o valor de corte para o diagnóstico de microcefalia para a determinada referência e se o caso em questão era ou não diagnosticado como microcefalia nesta situação.
Cada referência comparada neste projeto foi publicada de uma maneira diferente. Para padronizar os valores para o diagnóstico de microcefalia, optou-se pela utilização do percentil 2,5, que era o menor valor percentual disponível no estudo da OMS para medida de CC. Como dispúnhamos das fórmulas matemáticas para obter qualquer percentil das referências de Snijders e do IG21, mas não houve acesso à da OMS, mantivemos seu menor valor disponível como ponto corte, ajustando os outros dois estudos a este percentil, que equivale a – 1,96 DP.
Após esta distribuição, eram selecionados os casos em que a medida do perímetro cefálico fosse menor do que -1,96 DP do valor de normalidade esperado para a IG do feto para pelo menos uma das três referências. Estas gestantes tiveram seus prontuários levantados pelo pesquisador responsável para verificar se houve confirmação do diagnóstico de microcefalia. Casos com dados incompletos eram excluídos. Inicialmente, a avaliação era realizada através do sistema interno online do hospital, sendo complementada a tabela em Excel® (Anexo 1) com as seguintes
informações: se o parto ocorreu no CAISM, a data em que ocorreu, se esta data era até 14 dias da última US realizada na gestação, a IG corrigida para o dia do parto, a CC neonatal e o sexo do recém-nascido. Completada esta etapa, foram calculados os z-score e o percentil da CC de cada feto, levando em consideração sua IG e sexo, através do software desenvolvido pelo estudo Intergrowth 21st para avaliação neonatal, disponível online. (60) Estas informações também eram incluídas no banco de dados (Anexo 1) e complementadas com a informação se este valor era considerado microcefalia neonatal ou não.
3.10. ANÁLISE ESTATÍSTICA
O padrão ouro deste estudo foi o diagnóstico de microcefalia neonatal, avaliado como o valor da CC neonatal -2 DP abaixo da média, esperado para esta IG e sexo, de acordo com o estudo Intergrowth 21st para avaliação neonatal. (55,61,62) Já o diagnóstico de microcefalia pela US era baseado em valores de corte abaixo do percentil 2,5, equivalente a -1,96 DP, para cada curva de referência, como já explicado previamente.
Os valores fornecidos pelas curvas analisadas eram referentes ao número de semanas completas da IG do feto, independente da quantidade de dias, que variavam de 0 a 6. Estas referências foram obtidas através da mediana do percentil 2,5 do conjunto de todos os dias de cada semana de IG – como exemplo, caso o feto apresentasse 30 semanas e 3 dias ou 30 semanas e 6 dias, teria o mesmo valor para definição de microcefalia, referente a mediana do percentil 2,5 para 30 semanas de IG.
A OMS em seu artigo publicou uma tabela referente à CC de acordo com a mediana da IG de 14 a 40 semanas. Esta tabela apresentava diversos pontos de corte, que incluíam o percentil 2,5 como menor valor disponível. O estudo de Snijders também forneceu uma tabela de normalidade para medidas de CC de acordo com a IG, que variava de 14 a 39 semanas, com a mediana e os percentis 5 e 95. Em seu artigo, disponibilizou a seguinte fórmula logarítmica log10(CC + 1) = 1.3369692 + 0.0596493 *
semanas − 0.0007494 * semanas2, que permitiu o cálculo do percentil 2,5 para todas as IG, inclusive a quadragésima.
Uma situação semelhante ocorreu com o IG21, visto que este trabalho apresentou uma tabela de medianas de CC por semana de idade gestacional de 14 a 40, com seus valores se iniciando no percentil 3. Através da fórmula logarítmica publicada como −28,2849 + 1,69267 × GA2 – 0,397485 × GA2 × log (GA), em que GA significa a abreviação de idade gestacional, foi calculada a mediana equivalente ao percentil 2,5 para cada IG de acordo com este estudo.
A fim de avaliar a concordância diagnóstica entre Snijders, IG21 e a OMS, o coeficiente de Kappa Cohen foi calculado, pareando duas amostras por vez. O valor próximo de 1 sugeria alta concordância entre os estudos avaliados, enquanto valores próximos de 0 sugeriam estudos altamente discordantes. Os três intervalos de referência também foram comparados através do modelo de regressão linear.
A acurácia do diagnóstico ultrassonográfico de microcefalia ao nascimento foi calculado através do Valor Preditivo Positivo (VPP), que foi obtido pelo número de casos diagnosticados por determinada referência como microcefalia neonatal dividido pelo número de todos os casos considerados microcefalia pela US de acordo com esta mesma referência. Os valores de VPP foram calculados de acordo com Snijders, IG21 e OMS e comparados através do escore generalizado para dados pareados de Leisenring. (63) Foram também calculados VPP de acordo com o gênero em cada referência. Sua distribuição para cada um dos estudos foi comparada através do teste do chi quadrado (X2). Como este projeto avaliou exclusivamente os casos diagnosticados pela US como microcefalia, não foi possível o cálculo de Valor Preditivo Negativo.
Todos os cálculos estatísticos foram desenvolvidos pelo software R (versão 3.4.0) e valores de p < 0,05 foram considerados significativos. Para definir os valores de corte de significância em casos de comparações múltiplas, a correção de Bonferroni foi adotada. (64)
3.11. ASPECTOS ÉTICOS O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) da Unicamp sob registro número 69181317.3.0000.5404. (Anexo 2) Cumpriram-se todas as exigências da resolução 466/2012 do Conselho Nacional de Saúde (CNS) do Ministério da Saúde (MS) e complementares na elaboração do protocolo. Foi solicitada e autorizada a dispensa do Consentimento Livre e Esclarecido.
4. RESULTADOS
Os resultados deste estudo serão apresentados abaixo na forma de artigo científico, submetido à revista Ultrasound in Obstetrics and Gynecology, sob o título de “Ultrasound microcephaly diagnosis: a comparison of three reference intervals and post-natal diagnosis”.
Ultrasound in Obstetrics and Gynecology
<onbehalfof+uog+isuog.org@manuscriptcentral.com>
16-Sep-2017 Manuscript number: UOG-2017-0785 Dear Dr Trigo We are pleased to receive your manuscript entitled Ultrasound microcephaly diagnosis: a comparison of three reference intervals and post-natal diagnosis by Trigo, Lucas; Bennini, Joao; Amaral, Eliana. We will shortly be assigning it to one of the Journal's Editors who will handle the peer review of the paper. To track the progress of your manuscript through the editorial process using our web-based system, simply point your browser to: https://mc.manuscriptcentral.com/uog Please remember in any future correspondence regarding this article to always include its manuscript ID number UOG-2017-0785. Many thanks for submitting your manuscript Yours sincerely Sarah Hatcher Managing Editor
ULTRASOUND MICROCEPHALY DIAGNOSIS: A COMPARISON OF THREE REFERENCE INTERVALS AND POST-NATAL DIAGNOSIS Short title: ULTRASOUND MICROCEPHALY DIAGNOSIS Authors: Trigo LAMC*, Bennini J**, Amaral E*** * MSc student, Obstetrics & Gynecology Department, State University of Campinas (UNICAMP) ** Assistant-professor, Obstetrics&Gynecology Department, State University of Campinas (UNICAMP) ***Full-professor, Obstetrics&Gynecology Department, State University of Campinas (UNICAMP) Keywords: 1. Microcephaly, 2. Reference Values, 3. Fetal Development, 4. Growth Curve, 5. Diagnosis. Author contact: E-mail: trigoxlv@gmail.com Address: Rua Dr. José de Andrade Figueira, 374, AP. 32, São Paulo/SP, Brazil, 05709-010 Telephones: + 55 11 99493-7010 / +55 11 3741-0584 Referee nomination: Fernanda Garanhani de Castro Surita, Associated-professor, Obstetrics&Gynecology Department , State University of Campinas. surita@unicamp.br Roseli Mieko Yamamoto Nomura, Associated-professor, Obstetrics&Gynecology Department , Federal University of Sao Paulo. roseli.nomura@hotmail.com
Ultrasound microcephaly diagnosis: a comparison of three reference
intervals and post-natal diagnosis
ABSTRACT Objectives: To compare microcephaly diagnosis between Snijders, WHO and Intergrowth21st reference intervals (Snijders, WHO and IG) with the postnatal diagnosis. To analyze
and compare the Positive Predictive Values (PPVs) of each reference, and the potential influence of the fetus’ gender. To compare the three curves. Methods: Retrospective observational study conducted at the Image Section of Women’s Hospital (CAISM), University of Campinas, a tertiary referral center in Southeastern Brazil. Records of all US between 1 January 2011 and 22 November 2016 were collected from the database, totalizing 32,181 exams among 11,269 women. Cases with multiple pregnancies, fetal malformations or death, and missing data were excluded. Only those with a last available US assessed no longer than 14 days before birthdate were accepted. A neonatologist confirmed postnatal microcephaly diagnosis after delivery. PPVs were assessed for each reference interval and also subdivided by gender, according to the Leisenring method of paired samples. A p-value of 0.05 was considered significant. The curves were superimposed and their behavior evaluated and also compared by Leisenring with Bonferroni’s correction, with a new p-value of 0.0167. Results: IG21 and Snijders PPVs showed to be more significant over WHO’s (p<0.001), without any difference between them (p=0.39). Although there’s an apparent trend to diagnose microcephaly in 2 females for each 1 male, this was not statistically confirmed through chi-square analysis (p=0.34 for Snijders, 0.91 for IG21 and 0.65 for WHO). Superimposed curves did not show a significant difference between them according to a logarithmic regression model. However, when evaluated in different fragments according to their behavior, three
different trends were observed: until 30 weeks, between 30 and 36 weeks and after 36 weeks of gestational age. When separately considered, the latter showed a significant difference between IG21 and WHO (p=0,0079). This was not observed between Snijders and WHO (p=0,041) due to Bonferroni’s correction. However, PPVs analysis of these two references showed a higher distribution of Snijders’ values over WHO’s in almost every interval of weeks. Conclusion: Snijders and IG21 PPVs (25.1% and 24.2%) performed significantly better when compared to WHO (20.2). Conversely, WHO exhibited a higher sensitivity in postnatal microcephaly diagnosis, misdiagnosing only one in 71 cases, while Snijders missed 8 and IG21 9, indicating that each reference should be potentially applied according to the expected purpose for its use.
Keywords: 1. Microcephaly, 2. Reference Values, 3. Fetal Development, 4. Growth Curve, 5.
INTRODUCTION
Fetal head circumference (HC) measurement by ultrasonography is important to evaluate intrauterine fetal growth and allows the diagnosis of abnormalities such as microcephaly.1,2 HC abnormalities can be related to other malformations, whether in the central nervous system or in other body parts. 3-5 Nowadays, Zika virus is the most cited cause of microcephaly, but other infections, toxoplasmosis and cytomegalovirus may cause similar findings. 6-17 Non-infectious causes like genetic syndromes are also related to microcephaly, including trisomies (Down, Patau and Edwards Syndromes) as well as maternal use of drugs and alcohol.18-26 Finally, there
are small for gestational age fetuses, due to hereditary factors, nutritional deficiency, or placental disorders.27-29 Although the final diagnosis requires other exams, prenatal
suspicion relies upon ultrasound evaluation.
Curves of internal references are designed to define a normality pattern. Snijders and Nicolaides developed in London one of the most commonly used curve in 1994.30
These references are available in ASTRAIA® software facilitating its use worldwide. Meanwhile, in a publication on children´s growth, the World Health Organization (WHO) suggested that it would be necessary to develop another reference interval with a more heterogeneous population.31 Nevertheless several studies have shown a more accurate
PPV when a local curve is developed. 32-38
Intergrowth 21st study (IG21) evaluated pregnant women in eight countries from four different continents.39,40 Later, WHO published a similar study in ten different
countries and four continents.41,42 Daniel-Spiegel compared three references curves,
one from USA, another developed in Israel, and the IG21 showing similar positive predictive values (PPV) for the diagnosis of microcephaly (57.1%, 66.7% and 61.5% respectively).43 Likewise, Stirnemann showed no disparity between IG21 and a french
Even if Brazil was included at both WHO and IG21 studies, no comparative study analyzed the use of these curves locally. This paper intended to compare both WHO and IG21 with the traditional curve of Snijders and Nicolaides, currently used in the regional reference service at a tertiary hospital in Campinas, Brazil. METHODS Design
This is a retrospective study conducted at the Women’s Hospital (CAISM), University of Campinas, a tertiary referral center for an estimated 3,000,000 people in a predominantly urban population in southeastern Brazil. STROBE statement was followed for this article submission. Ethical Review Board approved the study under the registration #69181317.3.0000.5404
Study Population
Records of all obstetrics ultrasounds (US) between 1 January 2011 and 22 November 2016 were collected from the database available at ASTRAIA® (Astraia software GMBH®, Munich, Germany), totalizing 32,181 exams among 11,269 women. Women included in this study had a singleton pregnancy, between 24 and 40 weeks + 6 days, with a living fetus, and absence of malformations. All of them fit the criteria for delivering at CAISM, with a last available US assessed no longer than 14 days before birthdate. The identification of these cases was performed through a search on ASTRAIA® database, and the birth registry system to obtain the postnatal head circumference (HC) measure.
Definitions
Gestational age was calculated according to last menstrual period (LMP) and/or the first-trimester ultrasound. In case the ultrasound showed a crown-rump length (CRL) compatible with LMP or with a variation of 7 days from it, the LMP was adopted as
reference. If the women were unaware of their LMP or if the difference between LMP and CRL was bigger than 7 days, we adopted the first-trimester ultrasound as reference. The latest ultrasound with fetal biometry was used for this study.45,46 Cases with more than 14 days between last exam and date of birth were excluded. Techniques Exams were performed in the ultrasound unit of the hospital with Toshiba Xario® (Toshiba Medical System Corporation, Otawara, Tochigi, Japan), Voluson 730 Expert® or Voluson 8® (GE Healthcare® Ultrasound, Milwaukee, WI, USA) equipment. Data were saved in ASTRAIA® database. Fetal biometry were assessed by ultrasound residents and reviewed and signed by ultrasound specialists, experient senior members of the Imaging Section team.
Biparietal diameter (BPD) was measured from the distal edge of parietal fetal bone to the distal edge of the deeper parietal fetal bone (outer–outer) at the level of the cavum septum pellucidum, thalamus, and choroid plexus in the atrium of the lateral ventricles. Occiptofrontal diameter (OFD) was measured in this same level from the distal edge of frontal fetal bone to the distal edge of occipital fetal bone (outer-outer) in the middle of the bone echoes. HC was calculated from these two previous measures (both outer-outer) using the formula 3.14 x (DBP + OFD)/2, according to Snijders’ method.30
These respective values were recorded in the software and HC measure was later distributed separately into Snijders, IG21 and WHO’s reference intervals for HC. Microcephaly cases were divided according to these three references. Cases without complete information at delivery or delivering elsewhere were excluded. For those included, we considered only the cases in which the delivery happened until 14 days of the last obstetric ultrasound with fetal biometry.
In order to create a standard to evaluate the PPV of microcephaly diagnosis, this paper used percentile 2,5, also defined as -1,96 SD below the mean, as the cut-off for HC
fetal measurement. This value corresponds to the least available percentile provided by WHO’s study. Although the other studies (Snijders and IG21) did not report this percentile, they provided formulas to assess it, which was not available in WHO’s publication.
Microcephaly gold standard was defined by the neonatal cephalic measure according to Intergrowth 21st study for neonatal measurements.47, 48 It was performed by a
pediatric and/or neonatology resident under the supervision of a well-trained neonatologist. Postnatal measurement of HC was assessed using a flexible measuring tape from the occipital prominence at the back to the front above the eyebrows, passing above the ears, immediately post partum. This measure was distributed in the reference interval for postnatal HC using the IG21 study, through an online tool available on its website.49
Postnatal microcephaly was diagnosed if this value corresponded to more than 2 SD below the mean expected for the postnatal gestational age and gender. This data was calculated by using the Intergrowth-21st tool, including date of delivery, postnatal HC and gender,
obtained directly from the women’s medical record at the Hospital.
Statistical Analysis
A linear regression analysis was used to identify the cases considered microcephaly for each reference interval. Snijders disposed a normal range for HC according to gestational age per week from 14 to 39 weeks with the median and percentile 5 and 95. Percentile 2.5 was calculated through the logarithmic formula as log10(CC + 1) =
1.3369692 + 0.0596493 * weeks − 0.0007494 * weeks2, presented in the original
manuscript.30 Using this formula, it was possible to input fractioned weeks in order to
obtain the reference by days. It was also possible to assess the HC expected for the 40th
week of gestational age, not presented in the original publication.
Similarly, the IG21 study presented the normal range for median HC per week of gestational age from 14 to 40 weeks, starting from the 3rd percentile. The logarithmic
GA2 × log (GA). The median equivalent to the percentile 2.5 for each gestational age was
calculated using this formula.
In our study we used Snijders and IG21 reference to calculate the median of percentiles 2.5 of all days along one week, not available in the original manuscripts. On the other hand, WHO’s publication offers a full growth chart table with HC percentile by gestational age median per week from 14 to 40 weeks, including the percentile 2.5 used for this study.
The gold standard to detecting microcephaly at birth was measuring 2 SD below the mean expected for the baby’s gestational age and gender by the Intergrowth 21st
postnatal criteria, assessed right after birth. To evaluate the diagnostic congruence between Snijders, IG21 and WHO, the Cohen kappa coefficient was assessed for each two pairs at a time. An index close to 1 suggests agreement between the two studies analyzed. The three reference intervals were also compared using the linear regression model.
Accuracy of the HC for diagnosis of microcephaly at birth was assessed by the Positive Predictive Value (PPV), which was calculated as the number of cases with microcephaly at birth divided by the number of all cases considered abnormal by HC measure (with or without the postnatal diagnostic). PPVs assessed for each of the optimal HC cut-offs determined by Snijders, IG21 and WHO were compared using Leisenring, Alonzo and Pepe general score test for paired designs (2010).50 PPV distributions between
genders for the three parameters were compared by X2 test. All statistical calculations
were performed with R software (3.4.0 version), and p<0.05 was considered statistically significant for all analysis. To define the cut-off for the significance, Bonferroni’s correction was used, assuming significance when the p-value is below α/3, equal to 0.05/3 = 0.0167.51
Adjusting a regression logarithmic model with time in weeks as an independent variable as opposed to percentile 2.5, which is a dependent variable, for neonatal CC, we obtained the following formula: p2.5 = α + β × log(week) = −474.106 + 214.897 × log(week).
Due to the reduced number of cases, stratifications divided the total sample into three groups by gestational age according to the curves’ behavior. Between 0-33 weeks, there were only 63 cases US diagnosed as microcephaly; 161 cases between 30-36 weeks, and 138 cases with more than 36 weeks. Comparison of PPVs was only possible for cases between 30-36 weeks and more than 36 weeks. A small number of cases in the group below 30 weeks of gestational age and the high sensitivity of WHO’s criteria did not allow the application of Leisenring method to compare PPVs.50 Moreover, in order to conduct a
proper evaluation of the significance of analysis in a multiple comparison, Bonferroni’s correction was applied. P-value considered statistically significant is 0.05/3 = 0.0167. Bonferroni’s correction was necessary to perform multiple comparisons. 51
RESULTS
A total of 32,181 exams were analyzed from 11,859 different gestations. 291 of the selected exams were excluded due to missing data, 239 due to multiple pregnancy, and 60 due to a gestational age over than 40 weeks and 6 days. Out of the remaining 11,269 exams, 792 cases were considered microcephaly according to Snijders, IG21, and/or WHO’s criteria. After excluding new missing data, malformed fetus and fetal death, those who were not delivered at CAISM, and those with longer than 14 days since the last US, the final count was 362 cases, out of which 251 were diagnosed by Snijders, 256 diagnosed by IG21, and 349 diagnosed by WHO, as illustrated in Figure 1.
Snijders and WHO simultaneously considered 550 cases as microcephaly, while 51 cases were considered microcephaly only according to Snijders, and 194 cases only according to WHO, giving a Cohen’s Kappa of 0.80 and a p-value < 0.001. In IG21 and WHO
