3D ехокардиография в реално време при диагностика на сърдечни дефекти Текстът на научната статия по специалността "Медицина и здравеопазване"

Статията е посветена на популяризирането на триизмерната ехокардиография в реално време, нов метод за визуализация на сърдечните структури. Извършена е триизмерна реконструкция в реално време при 50 пациенти с помощта на устройство Vivid 7 Dimension с матрична сонда 3V (General Electric). Практическите примери показват възможностите на метода 3DE при оценка на детайлите на анатомията на сърцето при ИБС, морфологичните промени в клапите при пациенти с PPS, интракардиални образувания и изкуствени клапи. Дадени са примери за количествена оценка на обема на сърдечните вентрикули, използвайки мултиплановия метод. Обсъждат се ограниченията и проблемите, както и перспективите на метода.

Текст на научната работа на тема "Триизмерна ехокардиография в реално време при диагностика на сърдечни дефекти"

Нови научни разработки и технологии

ТРИИЗМЕРНА ЕХОКАРДИОГРАФИЯ В РЕАЛНО ВРЕМЕ В ДИАГНОСТИКА НА СЪРЦЕВИ БОЛЕСТИ

ЛИЧЕН ЛЕКАР. Нарцисова, А.М. Карасков, О. Ю. Малахов Новосибирск изследователски институт по циркулаторна патология на името на акад. Е.Н. Мешалкин от Rosmedtechnology "

Статията е посветена на популяризирането на триизмерната ехокардиография в реално време - нов метод за визуализация на сърдечните структури. Извършена е триизмерна реконструкция в реално време при 50 пациенти с помощта на устройство Vivid 7 Dimension с матрична сонда 3V (General Electric). Практическите примери показват възможностите на метода 3DE при оценка на детайлите на анатомията на сърцето при ИБС, морфологичните промени в клапите при пациенти с PPS, интракардиални образувания и изкуствени клапи. Дадени са примери за количествена оценка на обема на сърдечните вентрикули, използвайки мултиплановия метод. Обсъждат се ограниченията и проблемите, както и перспективите на метода.

Триизмерната ехокардиография (3DE) е нова образна технология за сърцето. През XXI век започва нова ера в диагностиката на сърдечната патология - въвеждането и разпространението на нов инструмент за сърдечно изобразяване - триизмерна ехокардиография в реално време [4]. С цел подобряване на изображенията, ехо кардиографията е преминала от едноизмерен М-режим в триизмерно изобразяване в реално време.

Първите триизмерни ехокардиографски методи се появяват през 90-те години и се основават на последователното прехвърляне на двуизмерни изображения в различни секции на персонален компютър, които са комбинирани в триизмерни с помощта на автономна реконструкция. Поради трудностите при записване на изображения и сложността на автономните трансформации, методът не е получил широко признание и клинично приложение. Появата на 3DE технология в реално време, базирана на преобразуватели на решетки, революционизира ултразвуковата диагностика. Понастоящем висококачественото оборудване от експертен клас (Philips, General Electric) направи възможно разширяването на обхвата на приложение на новата технология, но досега тя все още не е широко използвана и прилагана в ежедневната практика.

Днес 3DE в реално време е един от най-важните и обещаващи методи, който може значително да подобри ефективността и надеждността на диагностиката, особено при определяне на хирургична тактика за сърдечни дефекти и друга сърдечна патология.

3D ехокардиографията в реално време се основава на новоразработената технология на преобразуватели на масиви, която има повече

3000 активни елемента. Трансформаторът предава и приема всички елементи от матричния набор. Това ви позволява незабавно да получите 3D изглед на сърцето в различни перспективи, да изпълнявате много секции в динамичен формат, за да визуализирате скрити структури и анатомични детайли.

3D данните в реално време могат да бъдат анализирани качествено и количествено. Качественият анализ се състои в визуална интерпретация, която се извършва в интерактивен режим, незабавно, веднага щом сензорът бъде поставен върху гърдите, се използва за по-точна оценка на сърдечната патология. 3DE позволява визуализация на сърцето и неговите динамични структури в 3D в реално време без сложна последваща обработка. 3D дисплей на сърцето на живо предоставя нова информация в сравнение с традиционната ехокардиография. Сърдечните структури са лесни за визуализация и могат да бъдат изследвани от всяка гледна точка.

За опростяване на изобразяването и регистрацията на изображения е необходим стандартизиран подход. През 2004 г. N. Nanda, J. Kisslo, R. Lang et al.Разработиха протокол за проучване за 3DE [7]. Този протокол е одобрен от Международната асоциация на сърдечно-съдовите ултразвук и съдържа препоръки за стандартизиране на прилагането на техниката. Стандартната анатомична позиция е началната точка за 3DE. Анатомичната ориентация предполага, че тялото на пациента е изправено, обърнато към зрителя. Краката са на пода. Ръцете по тялото, дланите напред и палците далеч от тялото.

Стандартни прозорци за 3DE: ляво и дясно парастернално, апикално, субкостално, надгръдно и дясно надключично-

МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ

Представяме данните от изследването на 40 пациенти с ИБС, 10 пациенти - с ППС. От тях с: дефекти на преградата - 13 пациенти, отворен атриовентрикуларен канал - 15, коарктация на аортата - 6, тетралогия на Fallot и белодробна клапна стеноза - 6. Сред пациентите с PPS имаше пациенти с митрална (MV), аортна (AoK ), трикуспидални клапани (TC), с изкуствени клапани. 3D EchoCG в реално време-

беше извършено на устройство Vivid 7Dimension (General Electric) с матричен сензор 3V.

Използването на 3DE при вродени сърдечни дефекти даде възможност да се визуализират подробностите за анатомични, морфологични и функционални нарушения. По този начин, изследването на дефекти на преградата с помощта на 3DE доведе до най-точната оценка на тяхната локализация, форма, тежест или дефицит на ръбове, взаимоотношения с околните структури. На фиг. 1 показва перимембранозен интервентрикуларен септален дефект (VSD) под преградната листовка на трикуспидалната клапа. Фигура: 2. демонстрира междинен вариант на атриовентрикуларния канал: първичен VSD, малък перимембранозен VSD, разцепване на предния лист на митралната клапа. С 2D ехокардиографията визуализирането на такива VSD с минимален или никакъв шънт може да бъде трудно (фиг. 1, 2). С отворен атриовентрикуларен канал бяха изследвани три компонента: предсърдната, вентрикуларната и клапанната част на канала. Най-голям интерес представлява оценката на атриовентрикуларните клапи и подклапния апарат: състоянието и закрепването на листовките, разположението на хордите на двете части на общата клапа и разцепването на листовките (Фиг. 3, 4). Диагностичните възможности на 3DE при коарктация на аортата позволиха надеждно да се определи нивото и естеството на стесняване, наличието на хипоплазия на низходящата аорта, да се оцени степента на хипертрофия на миокарда, геометрията и функцията на ЛК (фиг. 5).

Триизмерната ехокардиография при обструктивни лезии на белодробната артерия и отделителния тракт на панкреаса дава възможност да се детайлизират вида и естеството на патологията, състоянието на централните части на белодробното артериално дърво. И така, на фиг. 6 виждаме периферна стеноза, хипоплазия на дясната белодробна артерия (фиг. 6). След кардиохирургични операции за ИБС, 3DE позволява визуализиране на анатомичните детайли на реконструкцията и оценка на резултатите от нея (Фиг. 7).

При придобита клапна патология и изкуствени сърдечни клапи се оценяват детайлите на анатомията и морфологията на клапаните: фиброза, тежестта и разпространението на калцификацията, деформация на листовките и формата на клапаните (фиг. 8). Интракардиалните образувания, растителността с инфекциозен ендокардит също стават по-достъпни за визуализация

Нови научни разработки и технологии

Фигура: 1. Дефектът на IVS е перимембранозен под преградната клапа на ТС.

Фигура: 5. Коарктация на аортата през цялото време.

Фигура: 9. "Куп" растителност на трикуспидалната клапа при пациент с изгарящ сепсис.

Фигура: 2. Междинен вариант на атриовентрикуларния канал: VSD от първичен тип, малък перимембранозен интервентрикуларен дефект.

Фигура: 3. Отворен общ атриовентрикуларен канал: интервентрикуларни и първични предсърдни дефекти, преден понтен лист на общата атриовентрикуларна клапа.

Фигура: 6. Хипоплазия на дясната белодробна артерия.

Фигура: 7. Следоперативен изглед. IVS пластир, шев върху предната митрална листовка.

Фигура: 10. Дисфункция на биологичната протеза ТС. Клапите на протезата са фиброзно сменени, неподвижни.

Фигура: 11. Триизмерна реконструкция на лявата камера.

Фигура: 4. Две изолирани Фиг. 8. Митрална стеноза. Фигура: 12. Триизмерна реконструкция на атриовентрикуларни клапи - Калцификация на клапана. дяснокамерна рукция.

на с непълна форма на атриовентрикуларния канал.

(фиг. 9). Изследването на изкуствени сърдечни клапи дава възможност да се оцени състоянието и подвижността на обтурационните елементи, следователно и функцията на протезата, което обикновено е възможно само при извършване на трансезофагеална ехокардиография (фиг. 10). Възможностите на гуша в реално време позволяват количествена оценка на сърдечните камери. Количественият анализ включва определяне на обема и масата на миокарда, фракция на изтласкване (EF). По-специално, използването на мултипланарни изображения с три равнини дава възможност да се изследват обемите и геометрията на сърдечните камери, LVEF. Традиционно се използва изчисляването на обемите и функцията на НН. Методът ви позволява да изградите геометричен модел на LV, да оцените формата, да идентифицирате нарушения на локалната свиваемост, да изчислите EF (фиг. 11).

Точността на тези измервания е убедително демонстрирана от редица изследвания през последните години. Обемите и масата на миокарда, определени по триизмерния метод, имат висока корелация с всички останали златни стандарти [1, 3, 5]. В допълнение, като използваме многоплоскостно изображение, можем да изследваме обемите и функцията на RV, чиято оценка е известна като трудна за двумерна ехокардиография (фиг. 12). Също така е интересно да се изучи геометрията и обемите на предсърдията, което е важно при избора на хирургическа тактика за някои PPS и аритмии.

Въпреки огромния потенциал, методът на гуша в реално време има редица ограничения: Възможностите за използване на гуша са ограничени от възможностите на оборудването. 3D EchoCG в реално време се изгражда на базата на 2D, поради което качеството на 3D изображението зависи от качеството на 2D изображението. Опитът на оператора при извършване на SCA е важен. Недостатъкът е фиксираната честота на сензора - 3,5 MHz, което донякъде ограничава използването му при малки деца, както и при пациенти с лоша визуализация, но не е пречка. Редица модели все още нямат възможност да използват SCA в режим на цветен доплер и трансезофагеален преглед.

SCA в реално време обаче има няколко очевидни предимства пред 2OB. Идентифициране на сегментарни регионални нарушения на систолната и диастоличната функция, промени в геометрията, обеми на вентрикула-

kov, миокардните маси ще дадат възможност за по-нататъшно използване на метода на триизмерното многопланово изобразяване в техниката на ехокардиография на стрес добутамин. Използването на тъканно доплер изследване в триизмерен режим ще отвори нови възможности за откриване на миокардна дисфункция, деформация и дисинхрония на миокарда. Трансезофагеалният 3DE допълнително ще разшири диагностичните възможности за оценка на детайлите по анатомия и морфология. Използването на триизмерна реконструкция в режим на цветен доплер ще направи възможно по-точното характеризиране на обема на регургитация, обема на изхвърлянето. Използването на контраст 3DE ще отвори нови възможности за оценка на миокардната перфузия.

Новите алгоритми, базирани на автоматизираното откриване на ендокардиалната граница, значително ще намалят времето, необходимо за оглед на контура и ще доведат до по-широко клинично използване на количествено определяне на обемите на камерата и миокардната маса. Като се има предвид прогресивното развитие на технологията, със сигурност може да се каже, че подобряването на оборудването и развитието на 3DE технологията скоро ще доведат до широкото й използване.

Основното приложение на 3DE в реално време е да се оцени анатомията и морфологията на сърцето. Триизмерното изобразяване дава възможност за по-точно диагностициране на детайлите на анатомията, морфологията на сърдечните структури при пациенти с ИБС и PPS, изкуствени сърдечни клапи, след сърдечна операция. Триизмерните изображения са най-близки до реалните, което ги прави по-лесни за интерпретация. Нови възможности се отварят чрез използването на многоплоскостно изобразяване за измерване на LV и RV обеми, предсърдия и изследване на функцията на лявата и дясната камера.

1. Binder T. // J. Clinical Basic Cardiology. 2002. V. 5 (брой 2). П. 149-152.

2. FrankelA, Kuhl H.P. // МЕДИКАМУНДИ. 2003. V 47/2.

3. Хибберд М.Г. и др. // Изм. Heart J. 2000. V. 140. P. 469-475.

4. Кацнелсон Ю. Медицински технологии. 2004 г.