Автори: Yu Wang, Miao Fan, Faiza Amber Siddiqui, Meilian Wang, Wei Sun, Xue Sun, Wenjia Lei, Ying Zhang
Огляд
На частку вроджених вад серця припадає близько 2,4-13,7 випадків на 1000 живонароджених. З усіх ВВС до 10-30% складають конотрунікальні аномалії, які характеризуються дефектом перегородки, що виникають в результаті аномальної міграції клітин нервового гребеня серця.
В результаті помилок під час ембріогенезу може виникнути спектр різних вад розвитку, серед яких найбільш поширеними є тетрада Фало (ТФ), транспозиція магістральних судин (ТМС), подвійне відходження магістральних судин (ПВМС) і відкрита артеріальна протока (ВАП).
Двовимірна ехокардіографія плода і кольорова допплерехокардіографія в даний час є основними методами діагностики ВВС плода.
Введення 4D УЗД забезпечує додатковий метод для оцінки структур серця плоду. STIC дозволяє здійснювати постобробку об’ємних наборів даних 4D і згодом оцінювати анатомію серця з використанням багатоплощинного зрізу або поверхневого рендерингу 4D обсягів. Цей метод єдиного обсягу 4D дозволяє ідентифікувати різні серцеві площини і часто структури серця, що не демонструються методами 2D.
|
|
|
|
|
|
Техніка УЗД
Пацієнти обстежувалися з використанням ультразвукової системи Voluson 730 Expert або Voluson E8. Вони були оснащені трансабдомінальними конвексними датчиками 4-8 МГц і технологією STIC в функціоналі.
Отримання STIC зображень було проведено з використанням як сірої шкали, так і кольору. Жінку попросили затримати дихання під час кожного з трьох вимірів STIC. Час захоплення становив від 10 до 15 с, а кут розгортки – від 25 до 40 °. Ці показники збільшилися з гестаційним віком. Об’ємні набори даних включали верхнє середостіння плода і шлункову вакуоль. Записи STIC були негайно відновлені і відображені у вигляді кінетичної петлі, а потім збережені для подальшого аналізу в автономному режимі за допомогою програмного забезпечення для ПК.
Об’ємна класифікація якості
Кожен том оцінювали і класифікували за шкалою від 1 до 5, відповідно до якості зображення:
- неприпустимо;
- погранично
- прийнятно
- добре
- відмінно
Основними детермінантами якості зображення були артефакт руху плода, артефакт затінення і різкість зображення.
Алгоритм діагностики здорового серця
- Помістіть контрольну точку в лівий шлуночок на площині a.
- Регулюючи положення контрольної точки на площині a, поруч з місцем відтоку (в базальній частині лівого шлуночка), можна візуалізувати артерію на площині b.
- Переміщаючи контрольну точку до цієї артерії, а потім переміщаючись вздовж напрямку артерії на площині b, можна продемонструвати круглий поперечний переріз однієї великої артерії і поздовжній перетин іншої великої артерії. Це були аорта і легенева артерія.
- Оскільки контрольна точка була розташована на аорті, можна було підтвердити, що аорта відходить з лівого шлуночка.
- Поверніться у вихідний стан на площині а.
- Перемістіть контрольну точку в правий шлуночок на площині a.
- Регулюючи положення контрольної точки на площині а, поруч з місцем відтоку (в базальній частині правого шлуночка), можна чітко побачити велику артерію з клапаном в площині b.
- Переміщаючи контрольну точку до клапану по площині b, ми візуалізуємо дві великі артерії з поперечним і поздовжнім розтином відповідно на площині a.
- Оскільки контрольна точка була розташована на легеневій артерії, можна підтвердити, що легенева артерія відходить з правого шлуночка.
Зображення 1: Багатоплощинна нарізка серця плоду з нормальною структурою. Вік – 19 гестаційних тижнів. Площини a, b і c представляють три ортогональні площини (A, поперечна; B, сагітальна; і C, корональна).
Зображення 2: Багатоплощинна візуалізація серця плоду з транспозицією магістральних судин у плода віком 25 гестаційних тижнів. Площини a, b і c представляють три ортогональні площини (A, поперечна; B, сагітальна; і C, корональна). (А). Перемістіть контрольну точку в правий шлуночок на площині a. Регулюючи положення контрольної точки на площині a, можна візуалізувати артерію, що з’єднується з правим шлуночком, на площині b (B). Переміщаючи контрольну точку до клапану (C) і потім переміщаючись уздовж артерії (D) на площині b, ми могли б підтвердити, що аорта відходить з правого шлуночка, а легенева артерія з лівого на площині а. Був також продемонстрований паралельний зв’язок двох артерій.
Зображення 3: Багатоплощинна візуалізація серця плоду з подвійним відходженням магістральних судин у плода віком 26 гестаційних тижнів. Площини a, b і c представляють три ортогональні площини (A, поперечна; B, сагітальна; і C, корональна). (А). Перемістіть контрольну точку в правий шлуночок на площині a. Регулюючи положення контрольної точки на площині a, можна було візуалізувати артерію, що з’єднується з правим шлуночком, на площині b (B). Переміщаючи контрольну точку до клапану (C) і потім переміщаючись уздовж артерії (D) на площині b, ми можемо потім підтвердити, що аорта і легенева артерія (що характеризуються коротким тулубом з роздвоєнням) виходять з правого шлуночка і йдуть паралельно в площині а.
Зображення 4: Багатоплощинна візуалізація серця плоду з тетрадож Фало у плода віком 24 гестаційних тижні. Площини a, b і c представляють три ортогональні площини (A, поперечна; B, сагітальна; і C, корональна).А). Перемістіть контрольну точку в положення шляхів відтоку (в базальній частині шлуночків) на площині a. Регулюючи положення контрольної точки на площині a, можна візуалізувати артерію на площині b. Перемістивши контрольну точку до клапану (C) і потім переміщаючись уздовж артерії (D) наплощині b, ми могли б потім підтвердити, що аорта виходить як з лівого, так і правого шлуночків на площині a .Переміщаючись по контрольній точці далі по аорті ( E) на площині b, ми могли візуалізувати, що легенева артерія (характеризується коротким тулубом з роздвоєнням) виникла з правого шлуночка з потовщеним клапаном на площині a.
Зображення 5: Багатоплощинна візуалізація серця плоду з відкритою артеріальною протокою у плода віком 28 гестаційних тижнів. Площини a, b і c представляють три ортогональні площини (A, поперечна; B, сагітальна; і C, корональна). (А). Перемістіть контрольну точку в положення шляхів відтоку (в базальній частині шлуночків) на площині a. Регулюючи положення контрольної точки на площині a, можна візуалізувати артерію на площині b. Перемістивши контрольну точку до клапану (C) і потім переміщаючись уздовж артерії (D) на площині b, ми могли б потім підтвердити, що тільки одна велика артерія відходить з обох шлуночків на площині a. Ця велика артерія – аорта. Легеневу артерію візуалізували, виходячи з розташування кореня аорти на площині а.
Для STIC з інформацією про кровотік було виконано коригування зображень на площині A, щоб показати вихід з шлуночків, а потім візуалізовані 4D-зображення, що показують великі артерії, були відображені на площині D.
А комбінація алгоритмів з гладкою поверхнею і градієнтним світлом і коригувань постобробки були використані для поліпшення якості зображення.
У другому триместрі результати показали, що методи 2D і 4D-2 забезпечують задовільну частоту виявлення для всіх плодів з ВПС.
Крім того, на 4D-зображеннях великих артерій були виявлені паралельні великі артерії (Зобр. 6a), які явно відрізнялися від нормального розташування (Зобр. 6b).
Зображення 6: Транспозиція магістральних судин і нормальне серце плоду. У плода на 24 гестаційному тижні з ТМС (a) паралельні великі артерії були чітко ідентифіковані за допомогою 4D. Легенева артерія йшла з лівого шлуночка, в той час як аорта з правого шлуночка. У нормального плода (b) схожого гестаційного віку зображення, отримане в 4D, продемонструвало, що дві великі артерії були ортогональні одна одній.
Для плодів з ДВМС 12 випадків були успішно ідентифіковані традиційним 2D-методом, в якому аорта розташовувалася зліва від передньої частини легеневої артерії, а дві великі артерії лежали паралельно. Інші 3 випадки були неправильно діагностовано як ТФ, тому що дві великі артерії були пов’язані одна з одною.
Метод 4D дозволив поставити правильний діагноз, так як при навігації по контрольній точці можна було визначити істинне розташування аорти. У той же час виникнення аорти з обох шлуночків і легеневої артерії з ПЖ було чітко візуалізуване на 4-вимірному зображенні (Зобр 7).
Зображення 7: Тетрада Фало у плода віком 24 гестаційні тижні. Зображення, отримане в 4D, ясно показало, що аорта великого розміру була з’єднана з обома шлуночками (а). Інше зображення показало, що стеноз легеневої артерії був пов’язаний з правим шлуночком.
У 4 з 10 плодів остаточний діагноз відкритого аортального протоку не було досягнуто за допомогою 2D-методу, оскільки відходження легеневої артерії не могло бути ідентифікованим. 4D візуалізація показала себе краще, так як на 4D зображеннях чітко окреслено відходження легеневої артерії (Зобр. 8).
Зображення 8: Виявлення відкритого аортального протоку у плода віком 28 гестаційних тижнів з використанням 4D. Зображення, отримане в 4D, ясно показало, що артерія великого розміру (аорта) йде з обох шлуночків. Головна легенева артерія була пов’язана з коренем аорти.
Ми провели це дослідження з метою стимулювати використання STIC в рутинних дослідженнях.
У поточному дослідженні ми запропонували протокол, який міг би ідентифікувати зміни будови серця плоду, шляхом переміщення контрольної точки в трьох ортогональних площинах без складного повороту зображень. При навігації по контрольній точці магістральні артерії поступово виявлялися разом з їх характеристиками (наприклад: роздвоєння легеневої артерії). Для звичайної 2D-візуалізації це неможливо.
У поточному дослідженні ми також включили інформацію про кровоток щоб отримати 4-мірні зображення судин. 4D-візуалізовані зображення явно покращували сприйняття глибини. Ці зображення реконструювали інформацію і відображали більш повну і всебічну картину.
Важливо підкреслити, що STIC має кілька технічних обмежень. Якість зображення впливає на ефективність діагностики. Спотворення може бути викликано акустичними тінями, артефактом руху плода і змінами частоти серцевих скорочень. У нашому звіті низька якість чотиривимірної візуалізації на пізніх термінах вагітності (29-36 г.т.) могло бути викликано посиленням акустичних тіней ребер плода.
