НОВЕ ЗАСТОСУВАННЯ ТРИВИМІРНОЇ ВІЗУАЛІЗАЦІЇ HD LIVE У ПРЕНАТАЛЬНІЙ ДІАГНОСТИЦІ З ПЕРШОГО ТРИМЕСТРУ ВАГІТНОСТІ

АВТОРИ: Ritsuko Kimata Pooh, Asim Kurjak

Автореферат

Останні розробки тривимірного (3D) ультразвуку високої чіткості (HD) призвели до значного прогресу в області ранньої візуалізації ембріонів і плодів к сфері соноембріологіі. Нова технологія HDlive оцінює як структурні, так і функціональні особливості в першому триместрі з більшою надійністю, ніж двовимірне (2D) ультразвукове дослідження. Здатність візуалізувати не тільки обличчя, руки, пальці, ступні і пальці ембріонів, але також і амніотичну мембрану, значно краща у об’ємного ультразвукового дослідження, ніж у 2D ультрасонографії. У цій статті представлений докладний і повний опис структур нормальних і аномальних плодів, яке отримується при 3D HDlive техніці, в тому числі різні типи обличчя при синдромі Дауна і голопрозенцефалії, а також низька посадка вух, аномалії пальців кистей і стоп в першому триместрі вагітності. Тривимірна HDlive продовжує “олюднювати” плід, дозволяє проводити детальне спостереження за обличчям плода в першому триместрі, як показано в цій статті, і підтверджує, що невеликий плід більш не плід, а “людина” вже з першого триместру. Останнім часом наука отримала значний прогрес у розумінні раннього розвитку людини. Анатомія і фізіологія ембріонального розвитку є полем, де медицина в даний час має найбільший вплив на ранні строки вагітності, і це відкриває захоплюючі аспекти ембріонального диференціювання. Клінічна оцінка цих стадій росту багато в чому залежить від 3D/4D HDlive – однієї з найбільш перспективних форм неінвазивної діагностики і феномена в ембріології, що колись мало значення для підручників, а в даний час регулярно використовується з чудовою чіткістю. Нові досягнення заслуговують прикметника “запаморочливі”, в тому числі паралельне вивчення в 4D структурно-функціонального раннього розвитку людини.

Ключові слова

плід; пренатальна; соноембріологія; тривимірна ультрасонографія, Voluson, HDlive.

ВСТУП

Останні розробки тривимірного (3D) ультразвукового дослідження високої чіткості (HD) призвело до значного прогресу в області ранньої візуалізації ембріонів і плодів у сфері соноембріології.. Завдяки новій технології можна більш об’єктивно і надійно оцінити як структурні, так і функціональні зміни в перші 12 тижнів вагітності. Дійсно, нова технологія перевела ембріологію від посмертних досліджень на вивчення об’єктів в природних умовах. Метою даного огляду є ілюстрація потенціалу 3D/4D HDlive сонографії в дослідженні структурно-функціонального раннього розвитку людини.

3D-датчики приймають кілька сотень або тисяч двовимірних (2D) ультразвукових зображень в межах обмеженої (30-40 градусів) дуги. Ці зображення потім передаються на комп’ютер, який об’єднує їх в єдиний образ. Першому поколінню 3D-ультрасонографії не вистачало можливості реконструювати зображення швидко і з високою роздільною здатністю. Ці обмеження можуть пояснити, чому цей метод був не дуже популярний спочатку.

З урахуванням сучасного, клінічно доступного обладнання, 3D сонографічна реконструкція проводиться швидко, з високою роздільною здатністю, що дає можливість реконструкції ультразвукового зображення в реальному масштабі часу. Крім того, 3D ультрасонографія дозволяє зберігати об’ємні дані, щоб маніпулювати ними після того, як пацієнт покинув приміщення, в якому проводилося дослідження. Збереження одного об’ємного дослідження проводиться легко і швидко, при цьому збережена інформація дозволяє інтерпретувати відскановані області в кількох площинах.

НОВА HD ТЕХНІКА

Останнім досягненням в області 3D/4D ультрасонографії є технології високої чіткості в режимі реального часу (HDlive). Ця технологія є новим методом ультразвукового дослідження, який покращує 3D/4D зображення. HDlive використовує рухоме джерело світла і програмне забезпечення, яке обчислює поширення світла через поверхню структур по відношенню до напрямку світлового потоку. Віртуальне джерело світла створює вибіркове освітлення, при цьому створюються відповідні тіні від структур, від яких відбулося відбиття світла. Таке поєднання світла і тіні збільшує сприйняття глибини і виробляє чудові зображення, які є більш природними, ніж картини, отримані при класичній 3D ультрасонографії. Віртуальне джерело світла може бути поміщене в передній, задній або бічній проекціях, де найбільш необхідно для візуалізації і досягнення найкращого зображення. Великою перевагою є те, що програмне забезпечення може застосовуватися до всіх зображень, що зберігаються в пам’яті машини Добре для 3D/4D досліджень підійде Voluson E8.

В акушерській ультрасонографії, HDlive можна використовувати під час усіх трьох триместрів вагітності. Зображення, отримані за допомогою HDlive в першому триместрі вагітності, дуже вражають як експертів, так і батьків. Опубліковано кілька доповідей про HDlive демонстрацію поверхні плоду. У цій статті представлений докладний і повний огляд зображень ембріональних структур нормальних і аномальних плодів, отриманих з першого триместру в режимі 3D HDlive. Зображення дуже нагадують такі з анатомічних атласів або наукових документальних фільмів. Хорошим прикладом величезного потенціалу нової методики є картина амніотичної мембрани, яка фіксована до тіла плода в разі синдрому амніотичної перетяжки (Рис. 1).

Рис. 1. Патологічно змінена і нормальна амніотична мембрана, виявлені при 3D HDlive ультразвуковому дослідженні. (А) Патологічно змінена амніотична мембрана (наконечники стріл) фіксується на тілі ембріона в разі синдрому амніотичної перетяжки. (B) Нормальна амніотична мембрана (наконечники стріл).

HDLIVE ЗОБРАЖЕННЯ НОРМАЛЬНОГО ПЛОДУ

HDlive оцінює як структурні, так і функціональні особливості в першому триместрі вагітності з більшою надійністю, ніж 2D ультразвукове дослідження. Здатність візуалізувати обличчя, руки, пальці, стопи і пальці стоп ембріонів краща при об’ємному ультразвуковому дослідженні, ніж при 2D ультрасонографії. Програмне забезпечення дозволяє візуалізувати ту ж картину з різними джерелами світла і тіні. Наприклад, на рисунку 2 показані дві різних картини одного і того ж 3D зображення плоду в терміні 9 тижнів.

Рис. 2 Нормальний плід на 9-му тижні вагітності. (А, В) Той же плід з іншим джерелом світла.

Інше джерело світла робить зовсім інше враження від цих двох картин. Рисунок 3 показує серединний зріз 9-тижневого плода. Добре виявляються внутрішньочерепні структури раннього мозку. На рисунку 4 показана картина нормального 12-тижневого плоду. Детально зображені структури вуха, губ, очей, кінцівок, пальців рук і стоп. Також чітко продемонстрована хоріонічна структура множинної вагітності (Рис. 5). У другому триместрі вагітності обличчя, пальці кистей і стоп плода виглядають більш реалістично при HDlive (Рис. 6).

Рис. 3. Нормальний плід в серединному зрізі в терміні 9 тижнів. 3D реконструкція зображення в сагітальній проекції на 9-му тижні вагітності. (А, В) Той же плід з іншим джерелом світла.

Рис. 4 Нормальна картина 12-тижневого плоду. (А) Плід в терміні 12 тижнів. Обличчя, пальці кистей і стоп, пупковий канатик добре візуалізується. (B) Фетальний профіль в терміні 12 + 3 тижні. Добре і детально показані форма обличчя і вуха плоду.

Рис. 5. Близнюки 12 тижнів вагітності. (А) Діхоріальні близнюки. (В) Монохоріональні діамніотичні близнюки. Затінення при HDlive добре демонструє хоріонічні структури.

Рис. 6 Нормальні зображення в середині вагітності. (A) Плід на 23-му тижні вагітності. (B) Кисті й пальці в 19 тижнів. (C) Пальці стоп на 21-му тижні вагітності. Затінення HDlive робить пальці кистей і стоп більш реалістичними.

HDLIVE ЗОБРАЖЕННЯ АНОМАЛЬНОЇ ФЕТАЛЬНОЇ МОРФОЛОГІЇ

Ектопічні структури мозку, які плавають в амніотичній порожнині при акраніальних варіантах, варіюються від випадку до випадку. HDlive дозволяє відобразити поверхні структури плаваючого мозку (Рис. 7). На рисунку 8 показана внутрішньочерепна структура алобарної голопрозенцефалії в 11 тижнів гестації.

Рис. 7. Акраніальні ембріони в першому триместрі вагітності. (A) 11 тижнів. (B) 12 тижнів. (C) 10 тижнів. Різні форми ектопічного мозку добре продемонстровані при затіненні.

Рис. 8 Внутрішня морфологія голопрозенцефалії на 11 + 4 тижні. З лівого боку – 2D сагітальна проекція при голопрозенцефалії. З правого боку – HDlive внутрішньочерепні голопрозенцефалічні структури в коронарній площині.

Як 3D, так і реалістичні картини HDlive мають важливе значення для оцінки анатомії обличчя плода.

Ультразвукова оцінка обличчя плода є важливим етапом оцінки під час акушерської ультрасонографії, так як детальний огляд обличчя може надати багато інформації. Це допомагає клініцисту виявити можливі асоційовані аномалії в анатомії плода. HDlive не тільки надає інформацію про аномалії обличчя, але може також надати переконливі докази про нормальний розвиток обличчя. Це дуже важлива інформація, особливо у випадках з підвищеним ризиком розвитку повторюваних поверхневих дефектів. Крім захоплюючої краси HDlive зображень, цей метод дозволить дати набагато більше клінічної інформації в оцінці обличчя плода.

Характерні риси обличчя при синдромі Дауна добре відомі. На рисунку 9 показаний вид обличчя при синдромі Дауна в шести різних випадках трисомії 21 хромосоми у першому триместрі вагітності. Візуалізація HDlive дає нам можливість продемонструвати специфічні риси обличчя Дауна навіть в 12 і 13 тижні вагітності.

До 11 тижнів вагітності зовнішні вуха, які розвиваються з першої глоткової кишені, починаються від рівня нижньої області шиї у напрямку до бічної сторони голови на рівні куточків очей, відповідно до розвитку обличчя. Низька посадка вух є однією з особливостей, які пов’язані з багатьма генетичними порушеннями. Низько посаджені вуха в основному пов’язані з мікрогнатією, але деякі випадки не асоціюються з мікрогнатією. За допомогою 2D-ультрасонографії було неможливо продемонструвати положення вух і важко візуалізувати зовнішнє вухо дрібних плодів, навіть при звичайному 3D ультразвуковому дослідженні. У той же час, застосування HDlive з затіненням невеликих структур дозволяє досить легко продемонструвати положення вуха в першому триместрі (Рис. 10).

Рис. 9 Різні вирази обличчя з синдромом Дауна в 12 і 13 тижнів. (A-F – зліва-направо) Зображення обличчя шести різних випадків синдрому Дауна. Демонструються характеристики: косий розріз очей, низька посадка вуха і низьке перенісся. Розвиток щелепи змінюється в залежності від випадків, і в (В) і (Е) визначається мікрогнатія.

Рис. 10. Зображення низької посадки вуха у різних плодів на 12-му тижні вагітності. (A-F – зліва-направо) Ліва верхня картинка відображає нормальне положення вуха плоду в терміні 12 тижнів. (A, B) Випадки трисомії 18 хромосоми. (C) Нормальний каріотип. (D) Невідомий каріотип. (E) Підозрюється випадок 45X. Низько розташовані вуха, в основному пов’язані з мікрогнатією (А, С, D, Е), але деякі з випадків не мають зв’язку з мікрогнатією (В).

Добре відомо, що голопрозенцефалія пов’язана з різними серединними аномаліями обличчя, такими як екзофтальм, гіпотелолізм, аплазія носа, хоботоподібна деформація обличчя і двостороння ущелина губи і піднебіння. На рисунку 11 показано шість різних осіб з голопрозенцефалією за даними HDlive в першому триместрі вагітності.

У другому і третьому триместрі вагітності, вираз обличчя стає більш реалістичним. На рисунку 12 показано обличчя при синдромі Дауна в другому триместрі вагітності. На рисунку 13 показані двостороння ущелина губи в другому і третьому триместрі вагітності

HDlive дослідження корисно не тільки в дослідженні обличчя, але також при розгляді деталей поверхонь. При цьому можуть бути отримані чіткі зображення ектопічних органів. На рисунку 14 показаний потиличний і бічний вигляд грудного міеломенінгоцеле. Ектопія органів черевної порожнини часто пов’язана з аномаліями комплексу кінцівок тіла або аллантоідної стеблинки. Незважаючи на те, що характер ектопічних органів був неоднозначним і не чітко визначався при звичайній 3D візуалізації, HDlive успішно демонструє печінку і кишечник навіть в першому триместрі вагітності (Рис. 15).

Рис. 11 Аномальні обличчя, пов’язані з голопрозенцефалією у шести різних плодів в першому триместрі вагітності. (A, B, D, E) Двостороння ущелина губи, аплазія носа з екзофтальмом. (C, F) Циклопія з хоботоподібною деформацією обличчя. (C) Випадок трисомії 18 хромосоми. (F) Випадок трисомії 13 хромосоми.

Рис. 12. Обличчя плода з синдромом Дауна в другому триместрі вагітності. (A) 17 тижнів. (В) 27 тижнів. Демонструються характеристики: косий розріз очей, низьке перенісся і низька посадка вуха.

Рис. 13 Двостороння заяча губа трьох плодів у другому і третьому триместрах.

(A) 37 тижнів. (В) 18 тижнів. (C) 14 тижнів.

Рис. 14. Грудне міеломенінгоцеле в 12 тижнів вагітності. Зліва – потиличний вигляд. Праворуч – вигляд збоку. Стрілки вказують на міеломенінгоцеле.

Рис. 15. Ектопія органів черевної порожнини в трьох випадках комплексу кінцівки тіла. (A) 11 тижнів. Ектопічні органи – печінка і кишечник. (В) 13 тижнів. Демонструється ектопічна печінка без кишечника. (C) 13 тижнів. Ектопічний органи – печінка і кишечник.

HDlive дозволяє зображати деталі кінцівок при ранній вагітності. На рисунку 16 показані різні аномалії кистей і пальців дрібних плодів в першому триместрі вагітності. У другому триместрі вагітності, приведений великий палець кисті (неврологічне порушення великого пальця), гіпертонічні контрактури зап’ястя/пальців, клинодактилія і синдром набряку руки добре продемонстровані при HDlive (Рис. 17). HDlive також добре демонструє морфологічні аномалії стоп і пальців стоп, не тільки в першому триместрі (Рис. 18), але і різні подібні аномалії в другому триместрі, такі як: сандалеподібна щілина (великий проміжок між I і II пальцем стопи), гіпертонічна контрактура, синдром набряку стопи і виступаюча п’ятка при опуклій стопі (стопа рокера) (Рис. 19).

Впровадження 4D ультразвуку в клінічну практику дозволяє краще визначати вирази обличчя, такі як: відкриття рота, протрузії язика, позіхання, посмішку, відкриття очей і моргання, що дозволяє вивчати ці елементи дуже докладно. Сучасний розвиток передових методик 4D сонографії в поєднанні з HDlive відкриє нові перспективи для досліджень в області поведінки плоду і, зокрема, рухів м’язів обличчя.

Рис. 16. Аномальні кисті і пальці плода в першому триместрі вагітності. (A) Розщеплена кисть в разі підозри на синдром ектродактилії ектодермальної дисплазії. (B) Гіпоплазія пальців в разі синдрому Тернера. (C) Полідактилія в разі трисомії 13 хромосоми. (D) Гіпоплазія передпліччя і компресія руки в разі трисомії 18 хромосоми. (E) Аплазія третього пальця з синдактилією 4/5 пальців у випадку з нормальним каріотипом. (F) Полідактилія в разі трисомії 13 хромосоми.

Рис. 17 Аномальні руки/пальці в другому триместрі вагітності. (A) Приведений великий палець кисті (неврологічне порушення великого пальця) на 28-му тижні гестації. (B) Гіпертонічні контрактури зап’ястя і пальців кисті на 20-му тижні. (C) Клінодактилія в 19 тижнів. (D) Синдром набряклої руки з ампутацією пальців у випадку синдрому амніотичної перетяжки на 16-му тижні.

Рис. 18. Аномальний розвиток стопи і пальців стопи в першому триместрі вагітності. (A) Розщеплення стопи в терміні 12 тижнів. (В) Полідактилія в разі трисомії 13 хромосоми в 13 тижнів.

Рис. 19. Аномальний розвиток стопи і пальців стопи в другому і третьому триместрі вагітності. (A) Аномальне розташування пальців стопи на 31 тижні гестаціі. (B) Сандалеподібна щілина (великий проміжок між I і II пальцем стопи) на 24 тижні гестаціі. (C) Клишоногість на 18 тижні гістаціі. (D) Викривлення гомілки і виступаюча п’ятка при опуклій стопі (стопа рокера) на 33 тижнів. (E) Синдром набряклої стопи в 26 тижнів. (F) Гіпертонічна контрактура стопи з виступаючою стопою в 26 тижнів.

ОБГОВОРЕННЯ

За допомогою нової технології, ми збільшили не тільки наші знання про розвиток плода, але також поліпшили діагностику великої кількості тонких, але важливих і/або складних вад розвитку, таких як: низько-посаджені вуха, аномальний розвиток пальців кистей і стоп, як описано в цієї статті. Особливе застосування HDlive у виявленні положення зовнішнього вуха може допомогти в пренатальній діагностиці генетичних розладів.

Очевидно, що якість зображення є надзвичайно важливим для того, щоб визначити не тільки походження, але і природу і протяжність вад розвитку плоду у випадках ранньої їх діагностики. Ми повідомили про те, що такі сучасні передові 3D/4D сонографічні технології, як 3D соноембріологія, змістили допологову діагностику аномалій розвитку плода з другого до першого триместру вагітності в 2012 році (час комерційної доступності HDlive – прим.переклад.), в свою чергу, HDlive технологія поліпшила раннє виявлення аномалій плода в першому триместрі вагітності.

Незважаючи на те, що можливості методики вимагають додаткового дослідження, HDlive техніка являє собою дуже корисний інструмент, який забезпечує реалістичну анатомічну візуалізацію ембріональних і фетальних поверхонь, як було показано в цій статті. Повний потенціал цієї нової технології ще повністю не виявлено, але ми вважаємо, що його клінічне застосування може вийти за межі гінекологічних досліджень.

Через природний вигляд отриманих зображень при HDlive, рухи плоду можуть мати великий вплив на батьків. Ми вважаємо, що вражаючі зображення, отримані за допомогою HDlive, дають нам привід відчувати себе ближчими до наших пацієнтів, що дозволяє встановити більш комфортне професійне середовище, яке буде корисним при моніторингу вагітності. HDlive є останньою ультрасонографічною технологією, яка дає нам більш чіткі і природні зображення як в акушерстві, так і в гінекології. Хоча її переваги вимагають додаткового вивчення, HDlive є інноваційною технологією і корисним інструментом для більш реалістичної візуалізації ембріональних і фетальних поверхонь. Отже, HDlive може сприяти зміцненню відносин між батьками та їх ще не народженою дитиною.

Тривимірна ультрасонографія є технікою і технологією, що найбільш швидко розвивається в ультрасонографії плода в останні кілька років. Тим не менш, у даний час вже пройшло 30 років з моменту першої публікації про систему для 3D реконструкції зображень плода. Тридцять років ми до сих пір обговорюємо її ефективність. Очевидно, що з потужною технологією приходять більш серйозні суперечки. 3D HDlive і далі “олюднює” плід, дозволяє проводити детальне спостереження за обличчям плода в першому триместрі вагітності, як показано в цій статті, і стверджує, що маленький плід більш не плід, а “особистість” з першого триместру вагітності.

На закінчення хочеться відзначити, що в останні роки відбулося величезне прискорення в розумінні раннього розвитку людини. Анатомія і фізіологія ембріонального розвитку є областю, де медицина в даний час має найбільший вплив на ранні терміни вагітності, що відкриває для нас захоплюючі аспекти ембріонального диференціювання. Клінічна оцінка етапів зростання багато в чому залежить від 3D/4D HDlive – однієї з найбільш перспективної форми неінвазивної діагностики і ембріологічного феномена, що колись мало значення для підручників, а в даний час застосовується регулярно з чудовою чіткістю. Нові досягнення заслуговують прикметника “запаморочливі”, в тому числі 4D паралельне вивчення структурно-функціонального раннього розвитку людини.