КОМБІНОВАНЕ ТРИВИМІРНЕ ОБ’ЄМНЕ УЛЬТРАЗВУКОВЕ ДОСЛІДЖЕННЯ У АКУШЕРСТВІ ТА ГІНЕКОЛОГІЇ З АКЦЕНТОМ НА HDLIVE ТЕХНІКУ

Резюме

HDlive (ультразвукове дослідження високої чіткості в режимі реального часу) – нове ультразвукове програмне забезпечення, яке поєднує в собі рухливе віртуальне регульоване джерело світла в самому програмному забезпеченні, яке обчислює частку світла, що відбивається від поверхневих структур в залежності від напрямку світла. Джерело світла можна позиціонувати вручну для того, щоб підсвітити необхідну область дослідження. Лікар може контролювати інтенсивність світла для створення тіней, які покращують якість зображення. HDlive – це нововведення сприяє отриманню ще більш реалістичних зображень анатомії плода і гінекологічної патології. Повний потенціал цієї нової технології ще належить визначити і заслуговує наукової оцінки.

АВТОРИ: Fernando Bonilla-Musoles, MD, PhD, Francisco Raga, MD, PhD, Newton G. Osborne, MD, PhD, Francisco Bonilla, Jr, MD, PhD, Oscar Caballero, PhD, Marıґa Teresa Climent, PhD, Sophie Hellene Wallraf, and Juan Carlos Castillo, MD, PhD

Резюме

HDlive (ультразвукове дослідження високої чіткості в режимі реального часу) – нове ультразвукове програмне забезпечення, яке поєднує в собі рухливе віртуальне регульоване джерело світла в самому програмному забезпеченні, яке обчислює частку світла, що відбивається від поверхневих структур в залежності від напрямку світла. Джерело світла можна позиціонувати вручну для того, щоб підсвітити необхідну область дослідження. Лікар може контролювати інтенсивність світла для створення тіней, які покращують якість зображення. HDlive – це нововведення сприяє отриманню ще більш реалістичних зображень анатомії плода і гінекологічної патології. Повний потенціал цієї нової технології ще належить визначити і заслуговує наукової оцінки.

Ключові слова: HDlive ультразвукове дослідження, акушерство, запліднення, гінекологія, гінекологічна онкологія

Останнім часом кілька типів програмного забезпечення було введено для поліпшення якості зображення і діагностичних можливостей в області ультразвукового дослідження в акушерстві та гінекології. Це нове обладнання та інноваційні датчики забезпечили виняткову якість зображення, особливо об’ємних ультразвукових зображень. Найбільш часто використовувані тривимірні (3D) методи ультразвукового дослідження в області акушерства/гінекології є:

• Режим інверсії (Inverse mode): оцінює число антральних фолікулів, а також ефективний в діагностиці кістозних вад розвитку плоду (гідроцефалія, відвислий живіт, полікістоз нирок і т.д.).
• Режим AVC (автоматичний розрахунок об’єму): оцінює старіння яєчників; AVC дозволяє провести швидку і надійну оцінку оваріального резерву (число антральних фолікулів) і волюметрію яєчників.
• Режим VOCAL (комп’ютерний аналіз віртуального органу): використовується для вимірювання об’ємів в акушерській, гінекологічній та онкологічній практиці.
• SonoNT об’єму (сонографічна оцінка потиличної напівпрозорості [NT- nuchal translucency]): використовується в пренатальній діагностиці; це програмне забезпечення дозволяє візуалізувати і проводити напівавтоматичне вимірювання потиличної напівпрозорості.
• Томографічне ультразвукове дослідження: 3D ультразвукова техніка, яка дозволяє візуалізувати області, подібно до комп’ютерних томографічних аксіальних проекцій, які виводяться на дисплей.

Зовсім недавно в клінічну практику було введено нове програмне забезпечення під назвою HDlive (ультразвукове дослідження високої чіткості в режимі реального часу [HD-

HighDefinition]), яке включає в себе поліпшену модель освітлення.

HDlive: ультразвукове дослідження високої чіткості в режимі реального часу

HDlive програмне забезпечення доступне на Voluson E8 Expert (General Electric

Kretz, Zipf, Австрія), (рис. 1).

Рис. 1. Схема особливості будови 3D об’ємного датчика. Відбивач є вигнутий полівінілхлоридний пластик з постійним радіусом 22 см, що охоплює дугу в 90 градусів; кожна радіочастотна лінія аналізується окремо.

Це друге покоління програмного рендерінгу зображень, яке використовує додаткову модель освітлення, розраховує поширення світла через поверхневі структури і сприяє утворенню тіні, використовує віртуальне (і рухливе) джерело світла, а також поліпшену техніку відображення шкірних покривів.

Суттєвою особливістю цього нового методу є включення віртуального джерела світла, яке виробляє вибіркове висвітлення навколо досліджуваних структур. При цьому створюються віртуальні ”тіні”, що в результаті призводить до отримання фотографічних картин, які нагадують природний вигляд людських тканин.

Сонографіст може вільно обертати джерело світла, так що область діагностичного інтересу може бути освітлена з будь-якої бажаної позиції для створення тіней і отримання кращого кадру зображення. Коли джерело світла розташоване позаду області діагностичного інтересу, можна отримати чудові ефекти напівпрозорості. Основні переваги цього нового методу для клінічного застосування можуть включати в себе наступне:

• поліпшені і більш природні зображення області діагностичного інтересу
• поліпшені відчуття глибини
• легша візуалізація внутрішніх пухлинних структур (сосочки, товщина стінки, ендофітні нарости і т.д.)
• в акушерстві HDlive забезпечує зображеннями високої якості ембріона і плоду, які можуть покращити комунікативні аспекти лікар-пацієнт, що дозволяє кращому розумінню з боку батьків, особливо у випадках патологічних відхилень
• HDlive зображення можуть бути отримані апостеріорі з матеріалу, який зберігається в комп’ютері, що полегшує робочий процес.

Дана робота являє собою ілюстроване есе, яке зосереджено на порівнянні зображень різних 3D об’ємних режимів з акцентом на нове HDlive програмне забезпечення.

АКУШЕРСТВО

Анатомічні структури і специфічні патологічні відхилення (пальців, губи і т.д.) можуть бути оцінені як за допомогою 3D, так і 2D ультразвуковому дослідження (УЗД). Однак, структури ембріона/плода в першому триместрі вагітності візуалізуються краще при 3D-УЗД. HDlive техніка може підвищити точність діагностики, завдяки її здатності підсилювати якість зображення (рис. 2-10). На наступних рисунках показано використання 3D об’ємного ультразвукового дослідження під час вагітності, в порівнянні зі стандартним 3D УЗД з програмним забезпеченням HDlive.

П’ять тижнів вагітності

За допомогою вагінального датчика, ми спостерігаємо всі плодові оболонки, ембріон і жовтковий мішок у 5-тижневому строку гестації (рис. 2).

Рис. 2. Верхній лівий: зображення в режимі 3D поверхневого рендерінгу. У правому верхньому кутку: HDlive максимальна прозорість. Інші зображення показують джерело світла, що падає під різними кутами, що дозволяє спостерігати ембріон і жовтковий мішок з більшою чіткістю при переміщенні віртуального джерела світла.

Сім тижнів вагітності

Ембріон зростає, жовтково-кишкова протока стає більше, жовтковий мішок розміщується на периферії, а краніальні і хвостові полюса добре диференціюються. Чітко видно верхні і нижні зачатки кінцівок (рис. 3).

Рис. 3. У правому верхньому кутку: ембріон видно з використанням максимальної прозорості. Зверніть увагу на жовтковий мішок, що покриває цефалічний полюс, при зміні положення світла, можна побачити цефалічний полюс. Зачатки кінцівок стали товстішими та довшими, як і жовтково-кишкова протока.

Дев’ять тижнів вагітності

Чітко визначаються зачатки кінцівок, жовтково-кишкова протока візуалізується, а жовтковий мішок чітко диференціюється від амніотичного мішка (рис. 4).

Рис. 4. У правому верхньому кутку: максимальна прозорість зображення 9-тижневого плода. Зображення візуалізується за допомогою віртуального джерела світла, що йде з різних точок зору. Можна побачити придатки плода, особливо: жовтковий мішок; довгу жовтково-кишкову протоку; товстий, незакручений пупковий канатик і початок фізіологічного грижеутворення (випинання). При надходженні віртуального світла з різних точок зору структури краще розмежовуються.

Десять тижнів вагітності

Вагітність в 10 тижнів характеризується появою і візуалізацією специфічних структур (рис. 5).

Рис. 5. Порівняльні зображення за допомогою трансвагінального 2D, прозорості та HDlive 10-тижневого плоду. Віртуальне створення тіней призводить до отримання чудових зображень ембріональних структур (обличчя, вуха, очі, живіт, кінцівки і т.д.). Амніон і жовтковий мішок можна спостерігати в ретроцеломічному просторі, особливо при отриманні прозорості зображення.

Одинадцять тижнів вагітності

У 11 тижнів можна спостерігати профіль обличчя, ніс, вуха і очні ямки, пальці рук і ніг, колечка пупкового канатика і зникнення фізіологічного випинання органів (рис. 6).

Рис. 6. Порівняння енергетичного доплерівського трансвагінального 2D-УЗД, максимальної прозорості і HDlive. При використання HDlive, ми можемо спостерігати структури у всіх просторових площинах з найкращим відчуттям глибини.

Дванадцять тижнів вагітності

Починаючи з 12 тижнів, критерії для визначення віку плода покладаються на куприково-тім’яний розмір і візуалізацію певних структур, таких як нирки, печінка та ін.

(Рис. 7).

Рис. 7. У строку 12 тижнів, голова, грудна клітка і кінцівки повністю розвинені.

Верхні зображення показані в 2D ортогональних площинах і 3D-поверхневому рендерінгу. Нижні зображення показані за допомогою HDlive. Зверніть увагу на пальці рук і ніг в деталях.

18 тижнів вагітності

Порівняльні зображення звичайного 3D і HDlive дослідження показані на рис. 8.

Рис. 8. Верхні зображення 3D-УЗД мають характерний жовтий колір в порівнянні з HDlive зображеннями. Зверніть увагу на зображення підвищеної якості в 4-х положеннях джерела світла.

34 тиждень вагітності

Ми закінчуємо цю акушерську серію, показуючи якість зображень, які можуть бути отримані на пізніх строках гестації при візуалізації обличчя плода (рис. 9).

Рис. 9. Обличчя плода розглядається з різних позицій віртуального джерела світла.

Створюється враження, що ми бачимо фотографію новонародженого.

РІЗНЕ

Пупковий канатик

Ми вибрали кілька випадків, щоб показати, що ця технологія може бути застосована для вивчення будь-якої структури (рис. 10).

Рис. 10. Показаний пупковий канатик з нормальним потоком, що видно з використанням енергетичної доплерографії в ортогональних площинах, 3D-поверхневому рендерінгу і HDlive.

Потилична прозорість

Вимірювання потиличної прозорості має важливе значення для діагностики анеуплоїдії і хромосомних аномалій (рис. 10), (рис. 11).

Рис. 11. Порівняльне 2D ультразвукове зображення 3-мм потиличної прозорості показано за допомогою томографічного ультразвукового зображення, звичайного 3D-УЗД та HDlive з прозорістю. Найбільш яскравою деталлю, яку можна спостерігати на даних зображеннях, є HDlive картина, яка показує утворення перегородки в потиличному просторі, що може погіршити прогноз.

Мальформації плоду Аномалії жовткового мішка

Аномалії жовткового мішка часто пов’язані з поганим прогнозом під час вагітності. Коли розмір жовткового мішка перевищує 7 мм, вагітність майже ніколи не розвивається нормально. Від 90% до 98% вагітностей з великим жовтковим мішком закінчуються самовільним викиднем (рис. 12).

Рис. 12. Верхнє ліве зображення: ортогональні площини і звичайне 3D-УЗД в строках 6-місяців і 5 днів вагітності показує величезний жовтковий мішок і величезний амніотичний мішок, які розвинулися занадто рано. Праворуч і нижче – HDlive і максимальна прозорість.

Істміко-цервікальна недостатність

Істміко-цервікальна недостатність є частою причиною пізнього аборту. Діагноз ґрунтується на наступному:

1. Оцінка довжини шийки матки при пальцевому дослідженні. Цей метод має обмежену ефективність і представляє інтерес тільки в крайніх випадках.
2. Ультразвукове вимірювання довжини шийки матки. Використовуються наступні критерії:

• вкорочення шийки: нормальна шийка має розміри від 30 до 35 мм в довжину. Вона вважається короткою, якщо її довжина становить менше 15 мм;
• наявність воронки (відкриття внутрішнього зіву шийки матки і її розширення в ендоцервікальному каналі): воронка повинна бути більше, ніж 6 мм
• розкриття шийки матки (рис. 13). 

Рис. 13. Верхні зображення: 3D ортогональні площини і HDlive, які показані при більшому збільшенні на нижніх зображеннях. Зверніть увагу на значну дилатацію каналу шийки матки, який не є типової лійкоподібної форми. Верхнє праве зображення: той же випадок розглядається з використанням AVC (червоний).

ШТУЧНЕ ЗАПЛІДНЕННЯ

Трансвагінальне ультразвукове дослідження має важливе значення для діагностики та лікування при штучному заплідненні. Останнім часом 3D-УЗД стала потужним діагностичним інструментом для оцінки первинного і вторинного безпліддя, дозволяючи генерувати чітке зображення матки, яєчників і інших тазових структур (рис. 14). Ці нові технології 3D-УЗД представляють інтерес при оцінці резерву яєчників, для контролю стимуляції яєчників і оцінки ендокринної патології.

Рис. 14. Граафові фолікули візуалізуються в подвійній оболонці (справа вгорі), AVC (угорі ліворуч) і HDlive (нижні зображення). Три або чотири маленьких антральних фолікула можна побачити поруч з граафовими фолікулами.

Стимуляція яєчників

Мільйони жінок щорічно піддаються контрольованій індукції фолікулогенезу або за допомогою кломіфен цитрату, летрозола, або за допомогою гонадотропінів. Найбільш важкими ускладненнями цієї індукції є наступні:

• гіперстимуляція, яку важко уникнути, як з використанням агоністів, так і антагоністів (рис. 15)
• багатоплідна вагітність, яку можна уникнути шляхом імплантації тільки 1 бластоцисти відмінної якості, проте не всі практикуючі лікарі використовують цю техніку.

Рис. 15. Контрольована стимуляція яєчників. Візуалізація за допомогою AVC, звичайного 3D-УЗД та HDlive (вгорі), режиму прозорості та режиму VOCAL подвійна оболонка (внизу праворуч).

Ендокринна патологія (синдром полікістозних яєчників)

Синдром полікістозних яєчників визначається наявністю 2 з 3 можливих параметрів: оліго- овуляція і/або ановуляція, біохімічні та/або клінічні ознаки гіперандрогенії, а також ультразвукове зображення полікістозних яєчників. Ультразвуковими критеріями синдрому полікістозних яєчників є наявність принаймні одної з таких ознак (рис. 16):

• 12 або більше фолікулів від 2 до 9 мм в діаметрі
• оваріальний об’єм ≥10 см3

Ці критерії є достатніми, навіть якщо вони присутні в лише 1 яєчнику.

Рис. 16. Типові картини полікістозу яєчників. Візуалізація за допомогою 2D-УЗД в ортогональних площинах і AVC (вгорі), HDlive і режиму прозорості (внизу).

ГІНЕКОЛОГІЧНА ОНКОЛОГІЯ

Трансвагінальна сонографія є необхідною модальністю для раннього виявлення можливих онкологічних уражень ендометрія і яєчників. Ця технологія є частиною діагностичного стандарту. Рекомендується щорічне обстеження всіх жінок в період менопаузи, яке включає в себе трансвагінальне ультразвукове дослідження з обов’язковою візуалізацією яєчників і ендометрія.

У тих випадках, коли визначаються новоутворення придатків, ультразвукові критерії для доброякісних захворювань або злоякісних новоутворень ґрунтуються на характері вмісту пухлини (кістозний, тверда речовина, змішаний), а також наявністю сосочків, наростів або перегородок, асциту або метастатичного ураження.

Нові режими ультразвукового дослідження дозволяють генерувати виняткові зображення матки і структур яєчників, як при трансвагінальному, так і трансабдомінальному доступі. Було доведено, що тривимірні зображення мають переваги над звичайним 2D-УЗД, особливо коли робляться спроби оцінки анатомічних зображень поверхневих структур, таких як стінки, перегородки або сосочки пухлин яєчників.

Тривимірна чутливість і специфічність також перевершує 2D-УЗД, особливо в поєднанні з судинним аналізом, шляхом використання доплерівської цифрової ангіографії, або з використанням 3D кольорового доплерівського або енергетичного доплерівського дослідження.

В даний час ми маємо тільки нову HDlive технологію для поліпшення якості 3Dзображень, як було описано в гінекологічній онкології. Лікар може ”грати” з джерелом світла, так, щоб світло і тіні збільшували глибину сприйняття, покращуючи якість зображення і діагностичну точність. Таким чином можуть бути ефективніше оцінені відмінності в морфологічній структурі (рис. 17 і 18).

Рис. 17. HDlive трансвагінальна сонограма при цистоаденомі яєчників. Зображення показують кістозні характеристики стінки і перегородок. Зверніть увагу на різні позиції джерела світла, що створює тіні на поверхні, що забезпечує чудову якість зображення. Інші зображення показують гру світла і тіні, що дозволяє візуалізувати форму і товщину стінок і кіст з відмінною деталізацією.

Рис. 18. Верхні зображення показують 2D-УЗД (зліва) і ортогональні площини при AVC (праворуч) у пацієнтки з пухлиною яєчників. Центральні зображення отримані за допомогою 3D поверхневого рендерінгу і HDlive. Нижні зображення, отримані з використанням максимальної прозорості, демонструють сосочки і перегородки, які патогномонічні злоякісним новоутворенням.

Пухлини яєчників

На малюнку 17 показана серозна цистоаденома у 45-річної жінки. Зображення вражаюче докладне, і показує потенціал програмного забезпечення при демонстрації внутрішніх перегородок.

На малюнку 18 показано 2D трансвагінальне УЗД округлого зображення зі змішаним вмістом, численними сосочками і ендофітними васкуляризованими наростами з дуже низькими і резистивними показниками пульсації, що характерно для злоякісних новоутворень.

Патологія ендометрію

Здатність розрізняти нормальну і патологічну товщину ендометрію в менопаузі пацієнтів має виключно важливе значення для діагностики внутрішньоматкової патології, особливо при наявності аномальних кровотеч.

Візуалізація пухлин гінекологічної природи з новою технологією 3D ультразвукового сканування забезпечує досвідчених сонографістів можливістю кращого розпізнавання нормальної анатомії, а також злоякісних новоутворень, при цьому надає надзвичайну чіткість зображення і дрібну деталізацію структур (рис. 19).

Рис. 19. Ультразвукова візуалізація атрофічної кістозної гіперплазії у 72-річної жінки. Джерело світла позаду діагностичної області інтересу (справа вгорі). Інші картини показують кілька внутрішньоматкових зображень, які спостерігаються під різними кутами освітлення.

ОБГОВОРЕННЯ

Сучасні статті підкреслюють важливе значення цієї нової діагностичної технології при дослідженні нормальних плодів і плодів з аномаліями, специфічних ембріональних структур, таких як серце, аномалій голови, випадків кістозних гігром шиї, дефектів черевної стінки, полікістозної дисплазії нирок, синдрому зворотної артеріальної перфузії при монохоріальній багатоплідній вагітності в першому триместрі вагітності і персистуючій клоаці.

У самому свіжому дослідженні серцевих структур, в якому порівнювалася HDlive і просторово-часова кореляція зображень при нормальному розвитку і у випадках 3-х вад розвитку (аномалія Ебштейна, синдром гіпоплазії лівих відділів серця і тедрада Фалло), було продемонстровано реальне зображення анатомічних структур серця плоду, подібно картині, яку бачить хірург під час операції, що до цього було неможливо ні візуалізувати, ні зрозуміти при використанні звичайної 3D ехокардіографії. Зокрема, передньозадня проекція обох атріовентрикулярних і клапанів магістральних артерій наділила абсолютно новим візуальним досвідом акушерів і дитячих кардіологів, завдяки анатомічно реалістичному зображенню нормальних і аномальних клапанних структур серця плоду і їх рухів. Крім того, в даному дослідженні вони могли диференціювати кожну стулку мітрального і тристулкового клапанів, а також кожну стулку клапана легеневої артерії.

Ця технологія також була використана для підвищення діагностичних можливостей при проведення штучного запліднення і при диференціації пухлин гінекологічної природи.

Нова 3D-УЗД HDlive технологія надає нові і більш реалістичні зображення для оцінки структур плода, а також може бути ефективною при гінекологічній патології. Перегляд HDlive зображень спільно з пацієнтами в повсякденній клінічній практиці може поліпшити взаєморозуміння з лікарем, а також може полегшити більш повне розуміння ультразвукового дослідження, особливо при діагностованих патологічних станах. Повний потенціал цієї нової технології все ще досліджується, але ми вважаємо, що HDlive являє собою інноваційний інструмент, який є кроком до ще більш реалістичної анатомічної візуалізації органів ембріона, плоду і гінекологічної патології. Для проведення досліджень рекомендуємо використовувати апарат від компании GE Voluson E8.