Postmortem micro-CT for fetal heart: a validation study against conventional autopsy

Aims: Early prenatal diagnosis of congenital heart disease is feasible. Post-mortem examination of the fetal heart is important for familial counselling, educational and research purposes. Conventional autopsy, the current gold standard technique for post-mortem confirmation, has numerous limits. Alternative radiologic techniques have been proposed. The objective of the study is to evaluate the diagnostic accuracy of post mortem micro-CT as compared to conventional autopsy for the definition of heart structure in early and late gestation human fetal cardiac samples. Material and methods: Ex-vivo human fetal hearts underwent evaluation by micro-CT and conventional autopsy. Segmental approach was used to define cardiac structures. Twenty-six indices of cardiac anatomy were analyzed by both technique for each case and were used for comparison. We considered firstly conventional autopsy and secondly micro-CT as gold standard technique. Results: Fifty-five cases were collected (gestational age 17.0±2.9 weeks, range 12+5-21+6). Forty-eight cases were analyzed. CHD were present in 29 out of 48 cases (60.4 %). Twenty-four cases (50%) belong to the group of “challenging specimens”. Micro-CT was conclusive in all cases while conventional autopsy could not evaluate any cardiac structures in 11 out of 48 cases (22.9%). For the analysis of primary (definition of indices as “visible”/”non-visible”) and secondary end point (definition of indices as “normal”/”abnormal”/”non-diagnostic”), sensitivity, specificity, positive and negative predictive value were high in both general population and in the subgroups of “challenging specimens”. 86.1% and 91.3% of indices defined “non-diagnostic” at conventional autopsy would be visible by micro-CT in general population and in the subgroup of “challenging specimens, respectively. When using micro-CT as gold standard technique, sensitivity and NPV were low in the analysis of primary end point. Only 13.9% and 8.5% of indices defined “non-diagnostic” at micro-CT would be visible by conventional autopsy in general population and in the subgroup of “challenging specimens, respectively. 60.1% of the “non-diagnostic” indices belong to the subgroup of “challenging specimens”. Considering autopsy as gold standard technique, micro-CT would add 23.3% and 31.3% information to diagnosis made by autopsy in the general population and in the subgroup of “challenging specimens”. Considering micro-CT as gold standard technique, autopsy would add 3.8% and 2.9% information to micro-CT diagnosis in the general population and in the subgroup of “challenging specimens”. Conclusion: Postmortem micro-CT represents a valid alternative to conventional autopsy for postmortem evaluation of human fetal heart coming from both early and late terminations of pregnancy. It is superior to conventional autopsy for the evaluation of samples coming from early termination of pregnancy. It bridges the gap of conventional autopsy for the evaluation of very small hearts and meets the clinical need of having a confirmation of first trimester prenatal fetal investigation after early termination of pregnancy or fetal demise

Obiettivo: la diagnosi prenatale precoce di cardiopatia congenita è oggigiorno possibile. La valutazione postmortem del cuore fetale riveste un ruolo importante per il counselling familiare e per scopi di educazione medica e di ricerca. L’autopsia convenzionale, fino ad oggi considerata il gold standard, è gravata da numerose limitazioni. Pertanto, sono state proposte metodiche alternative. L’obiettivo dello studio è di valutare l’accuratezza diagnostica della postmortem micro-CT per la definizione delle strutture cardiache fetali del primo e secondo trimestre. Materiali e metodi: dopo interruzione volontaria di gravidanza, i campioni contenti il cuore fetale sono stati sottoposti a micro-CT e successivamente ad autopsia convenzionale. L’approccio segmentario è stato utilizzato per definire le strutture cardiache. Ventisei indici di anatomia cardiaca sono stati utilizzati per analizzare ogni campione con entrambe le tecniche e per confronto. In prima analisi, il gold standard è stato definito l’autopsia convenzionale. In seconda analisi, il gold standard è stato considerato la micro-CT. Risultati: sono stati collezionati 55 casi (epoca gestazionale 17.0±2.9 settimane, range 12+5-21+6). L’analisi è stata effettuata su 48 casi, di cui 29 (60.4%) affetti da cardiopatia congenita e 24 (50%) provenienti da precoce interruzione volontaria di gravidanza (“challenging specimens”). La micro-CT era diagnostica in tutti i casi mentre l’autopsia convenzionale non era in grado di definire alcuna struttura cardiaca in 11 casi (22.9%). Per l’analisi dell’end point primario (indice “visibile”/”non visibile”) e secondario (indice “normale”/anormale”/”non diagnostico”), concordanza, sensibilità, specificità, potere predittivo positivo e negativo erano alti sia nella popolazione generale sia nella popolazione di “challenging specimens”. L’86.1% ed il 91.3% degli indici definiti “non diagnostici” dall’autopsia convenzionale sarebbe stato visibile dalla micro-CT nella popolazione generale e nel sottogruppo di “challenging specimens”, rispettivamente. Considerando la micro-CT come tecnica gold standard, sensibilità e potere predittivo negativo erano bassi nell’analisi dell’end point primario. Solo il 13.9% e l’8.5% degli indici definiti “non diagnostici” dalla micro-CT sarebbe stato visibile dall’autopsia convenzionale nella popolazione generale e nel sottogruppo di “challenging specimens", rispettivamente. Il 60.1% degli indici “non diagnostici” apparteneva al sottogruppo di “challenging specimens”. Considerando l’autopsia come gold standard, la micro-CT avrebbe aggiunto il 23.3% ed il 31.3% di informazioni alla diagnosi posta dall’autopsia nella popolazione generale e nel sottogruppo di “challenging specimens”. Considerando la micro-CT come gold standard, l’autopsia convenzionale avrebbe aggiunto il 3.8% ed il 2.9% di informazioni alla diagnosi posta dalla micro-CT nella popolazione generale e nel sottogruppo di “challenging specimens”. Conclusioni: la postmortem micro-CT rappresenta una valida alternativa all’autopsia convenzionale per la valutazione postmortem del cuore fetale sia nel primo trimestre sia nel secondo trimestre. Essa è superiore al gold standard per la valutazione dei campioni provenienti da interruzioni di gravidanza precoci. Essa può colmare i limiti dell’autopsia convenzionale per la valutazione dei cuori di piccole dimensioni, rispondendo alla necessità clinica di avere un’adeguata valutazione ex-vivo dei cuori provenienti da interruzioni di gravidanza o aborti spontanei precoci.