Reference ranges for Doppler indices of umbilical and fetal middle cerebral arteries and cerebroplacental ratio: systematic review

Ultrasound Obstet Gynecol. 2019 Apr;53(4):454-464. doi: 10.1002/uog.20102. Epub 2019 Mar 7.

Abstract

Objective: To assess studies reporting reference ranges for umbilical artery (UA) and fetal middle cerebral artery (MCA) Doppler indices and cerebroplacental ratio (CPR), using a set of predefined methodological quality criteria for study design, statistical analysis and reporting methods.

Methods: This was a systematic review of observational studies in which the primary aim was to create reference ranges for UA and MCA Doppler indices and CPR in fetuses of singleton gestations. A search for relevant articles was performed in MEDLINE, EMBASE, CINAHL, Web of Science (from inception to 31 December 2016) and references of the retrieved articles. Two authors independently selected studies, assessed the risk of bias and extracted the data. Studies were scored against a predefined set of independently agreed methodological criteria and an overall quality score was assigned to each study. Linear multiple regression analysis assessing the association between quality scores and study characteristics was performed.

Results: Thirty-eight studies met the inclusion criteria. The highest potential for bias was noted in the following fields: 'ultrasound quality control measures', in which only two studies demonstrated a comprehensive quality-control strategy; 'number of measurements taken for each Doppler variable', which was apparent in only three studies; 'sonographer experience', in which no study on CPR reported clearly the experience or training of the sonographers, while only three studies on UA Doppler and four on MCA Doppler did; and 'blinding of measurements', in which only one study, on UA Doppler, reported that sonographers were blinded to the measurement recorded during the examination. Sample size estimations were present in only seven studies. No predictors of quality were found on multiple regression analysis. Reference ranges varied significantly with important clinical implications for what is considered normal or abnormal, even when restricting the analysis to the highest scoring studies.

Conclusions: There is considerable methodological heterogeneity in studies reporting reference ranges for UA and MCA Doppler indices and CPR, and the resulting references have important implications for clinical practice. There is a need for the standardization of methodologies for Doppler velocimetry and for the development of reference standards, which can be correctly interpreted and applied in clinical practice. We propose a set of recommendations for this purpose. Copyright © 2018 ISUOG. Published by John Wiley & Sons Ltd.

Intervalos de referencia para los índices Doppler de la arterias umbilical y cerebral media del feto y la relación cerebroplacentaria: una revisión sistemática OBJETIVO: Evaluar los estudios que informan sobre intervalos de referencia para los índices Doppler y la relación cerebroplacentaria (RCP) de la arteria umbilical (AU) y la arteria cerebral media (ACM) del feto, mediante un conjunto de criterios de calidad metodológica predefinidos para el diseño del estudio, el análisis estadístico y los métodos de notificación. MÉTODOS: Esta fue una revisión sistemática de estudios observacionales en los que el objetivo principal fue crear intervalos de referencia para los índices Doppler de la AU y la ACM y la RCP de fetos de gestaciones con feto único. Se realizó una búsqueda de artículos relevantes en MEDLINE, EMBASE, CINAHL, Web of Science (desde el inicio hasta el 31 de diciembre de 2016) y en las referencias de los artículos recuperados. Dos autores, de forma independiente, seleccionaron los estudios, evaluaron el riesgo de sesgo y extrajeron los datos. Los estudios se calificaron según un conjunto predefinido de criterios metodológicos acordados de forma independiente y se asignó una puntuación de calidad global a cada estudio. Se realizó un análisis de regresión múltiple lineal para evaluar la asociación entre las puntuaciones de calidad y las características del estudio. RESULTADOS: Un total de 38 estudios cumplieron los criterios de inclusión. El mayor potencial de sesgo se observó en los siguientes casos: ‘medidas de control de calidad del ultrasonido’, donde sólo dos estudios demostraron una estrategia integral de control de calidad; ‘número de mediciones tomadas para cada variable Doppler’, que solo fue aparente en tres estudios; ‘experiencia del ecografista’, puesto que ningún estudio sobre la RCP informó claramente sobre la experiencia o la formación de los ecografistas, y tan solo lo hicieron tres estudios sobre el Doppler de la AU y cuatro sobre el Doppler de la ACM; y ‘mediciones a ciegas’, donde tan sólo un estudio sobre el Doppler de la AU comunicó que los ecografistas no tuvieron acceso a la medición registrada durante el estudio. Las estimaciones del tamaño de la muestra sólo se comunicaron en siete estudios. No se encontraron predictores de calidad en el análisis de regresión múltiple. Los intervalos de referencia variaron significativamente con implicaciones clínicas importantes para lo que se considera normal o anómalo, incluso cuando se restringió el análisis a los estudios con mayor puntuación. CONCLUSIONES: Existe una heterogeneidad metodológica considerable en los estudios que informan sobre los intervalos de referencia para los índices Doppler de la AU y la ACM y la RCP, y las referencias resultantes tienen implicaciones importantes para la práctica clínica. Es necesario estandarizar las metodologías de la velocimetría Doppler y desarrollar estándares de referencia que puedan ser interpretados y aplicados correctamente en la práctica clínica. Se propone una serie de recomendaciones para este fin.

脐动脉和胎儿大脑中动脉多普勒指数和脑胎盘比率的参考范围:系统回顾 目标: 根据一整套预定的研究设计、统计分析和报告方法的方法学质量标准,评估研究脐动脉(UA)与胎儿大脑中动脉(MCA)多普勒指数和脑胎盘比率(CPR)的参考范围的报告。 方法: 这是一个观察性研究的系统评估,其主要目的是确定单胎妊娠胎儿的UA和MCA多普勒指数和CPR参考范围。检索了MEDLINE、EMBASE、CINAHL、Web of Science(从其成立之日起直至2016年12月31日)及检索文章参考文献中的相关文献。两个作者独立选择了相关研究项目,评估了误差风险,提取了相关数据。根据一套预定的独立设定的方法学标准给研究项目评分,每个项目都给出了总体质量得分。进行了线性多元回归分析,评估质量得分与研究特性之间的关系。 结果: 38个研究项目符合入选标准:发现下列领域最有可能存在偏差:“超声质量控制措施”,其中只有两项研究表明有全面的质量控制;“每个多普勒变量的测量次数”,只出现在三项研究中;“超声医师的经验”,只有三项UA多普勒研究与四项MCA多普勒研究明确报告了超声医师的经验或培训经历,没有CPR研究明确报告超声医师的经验或培训经历; “测量盲法”,其中只有一项UA多普勒研究报告超声医师对检查过程中记录的测量值不知情。只有7项研究进行了样本大小估算。多元回归分析中没有发现质量预测因子。参考范围随着被视为正常或异常的重要临床意义而显著变化,即使只分析得分最高的研究项目。 结论: 各个研究在报告UA与MCA多普勒指数与CPR的参考范围时存在显著的方法学异质性,得出的参考范围具有临床实践的重要意义。需要统一多普勒测速与参考标准制定方法,建立可以正确解读并应用于临床实践的方法。为此,我们提出了一系列建议。.

Keywords: Doppler reference ranges; cerebroplacental ratio; fetal growth restriction; methodology; middle cerebral artery Doppler; small-for-gestational age; umbilical artery Doppler.

Publication types

  • Systematic Review

MeSH terms

  • Female
  • Gestational Age
  • Humans
  • Middle Cerebral Artery / diagnostic imaging*
  • Middle Cerebral Artery / embryology
  • Observational Studies as Topic
  • Observer Variation
  • Predictive Value of Tests*
  • Pregnancy
  • Pulsatile Flow*
  • Reference Values
  • Ultrasonography, Doppler*
  • Ultrasonography, Prenatal
  • Umbilical Arteries / diagnostic imaging*