Значение и особенности применения 3D/4D ультразвука для исследования плода

3D/4D ультразвуковое исследование (УЗИ) на современном этапе хорошо известно. Не вызывает сомнения тот факт, что этот метод открывает новые возможности исследования в акушерстве и гинекологии, особенно при обследовании плода [1, 2]. Однако все еще возникают споры о целесообразности применения объемного ультразвука. Обычно выдвигается тезис о том, что 2D эхография является достаточной для достижения цели в диагностике, а трехмерная лишь "декорирует" обнаруженное патологическое состояние или просто красиво демонстрирует изображение органов или объектов. Нельзя не согласиться с тем, что двухмерный ультразвук является базисом современной эхографии и, благодаря ему, врачи достигли больших успехов в решении множества клинических задач в акушерстве, диагностике заболеваний и пороков развития у плода [1, 3]. Вместе с тем было бы наивно полагать, что все проблемы диагностики решены и не следует развивать новые методики на практике, внедряя их в решение рутинных задач или для повышения точности обнаружения и детализации аномалий.

Основные принципы работы приборов и датчиков для проведения 3D/4D УЗИ изложены во множестве монографий и руководств [1, 4]. Однако хотелось бы остановиться на ряде важных усовершенствований, появившихся в объемном ультразвуке в последние годы. Уже несколько десятилетий известна возможность получения трехмерных изображений при помощи УЗИ. Для клинического применения объемный метод стал привлекательным после появления трехмерного ультразвука, работающего в режиме реального времени - 4D. Этот режим позволил не только быстро получить изображение для последующей визуальной оценки, но и повысить его реальное качество благодаря возможности оперативной коррекции угла сканирования с целью уменьшения артефактов и повышения достоверности изображения. Основные режимы работы большинства современных трехмерных приборов можно представить в виде пяти основных функций: поверхностный режим, мультиплановый, мультиплоскостной, объемный негативный и мультиплоскостной в режиме реального времени (STIC).

Данная работа представляет собой исследование некоторых возможностей 3D/4D ультразвука в рамках различных по целям эхографических обследований в акушерстве в I-III триместре беременности.

Материалом послужил опыт использования 3D/4D УЗИ для 7554 обследований при сроках беременности 6-41 недель. У 209 плодов наблюдались различные аномалии развития. Исследования проводились на ультразвуковых сканерах компании MEDISON (Корея), оснащенных функциями 3D/4D УЗИ и пакетами программного обеспечения для динамического и статического анализа трехмерных изображений. Общее время проведения обследований плода хронометрировалось и варьировало от 6 до 30 мин, в среднем оно составило около 19 мин (без анализа в режиме обработки уже полученных изображений). Во всех случаях проводилось также стандартное 2D исследование в акушерстве, время, затраченное на него, включено в общее время обследования. Отмечена тенденция к увеличению продолжительности всего исследования после 29-32 недель гестации.

Поверхностный режим 3D/4D УЗИ позволил визуализировать поверхности тела плода (лоб, лицо, переднюю поверхность груди, область половых органов, затылок и заднюю поверхность спины, дистальные отделы конечностей, суставы конечностей) при сроках гестации 11-22 недель в большинстве случаев (93%) (рис. 1-4). Затруднения в визуализации отдельных поверхностей были отмечены в 24% из-за особенностей положения плода, расположения конечностей и других частей тела, локализации пуповины, количества околоплодных вод. Двигательная активность плода и многоводие значительно облегчали задачу визуализации поверхностей. Следует также учитывать, что полное отсутствие околоплодных вод во всех случаях не позволило получить информацию о поверхностях у плода в этом режиме. Сложности в получении поверхностных изображений отмечены в 38% случаев при обследованиях плодов после 35 недель гестации.

Мультиплановый режим 3D/4D УЗИ, являющийся исторической основой объемного ультразвука, был использован во всех случаях. При этом изображение различных частей тела у плода одновременно визуализировалось в трех перпендикулярных плоскостях (рис. 5-7). Динамически 4D режим применялся для визуализации позвоночника плода во всех обследованиях, а также для поиска акустического окна для использования в других режимах. В отдельных случаях необходимость статического применения этого режима была обусловлена трудностями в получении отдельных плоскостей в 2D УЗИ. Особенно это касается сагиттальных и фронтальных сканирований головного мозга плода. Этот же режим сканирования применялся нами для измерений объема кистозных образований у плода с использованием технологии VOCAL. Маловодие явилось препятствием для использования всех возможностей этого режима.

Мультиплоскостной режим 3D/4D УЗИ в сочетании с программами 3D XI и Multi-Slice применялся в большинстве исследований для получения четких двухмерных изображений отдельных внутренних органов плода. При этом успех получения только одного скана конкретной области без артефактов позволил получать практически любые прочие плоскости без дополнительного контактного сканирования (рис. 8, 9). Это обстоятельство значительно сокращало время экспозиции УЗИ. В этом режиме производились необходимые измерения мелких объектов или дистанций (носовая кость, толщина воротникового пространства и т.д.) для лучшей точности. Во всех случаях подозрения или обнаружения аномалий у плода режим позволил значительно улучшить представления об измененном органе, деталях порока, произвести полноценное документирование, сохраняя результаты в виде файла. Такой файл в дальнейшем может быть виртуально эхографически исследован вновь, при необходимости многократно, даже другими специалистами. Использование подобной технологии в ультразвуке превращает эхографию в объективный метод диагностики, который не уступает по объективности магнитно-резонансной или компьютерной томографии (рис. 10, 11).

Негативный объемный режим 3D/4D УЗИ был использован в случаях подозрения на аномалии плода, органов или их частей, которые содержали эхонегативный (кистозный) компонент. Прежде всего это касалось желудочков мозга, аномалий сосудов, отдельных сердечных структур, кистозных сосудистых и несосудистых новообразований. Режим позволил в объеме оценить и уточнить детально внешние границы полого органа, новообразования (рис. 12) или сосуда, его форму и топографию. Чаще режим использовался в процессе обработки полученных изображений. При исследовании сосудов и образований с кровотоком негативный режим успешно динамически сочетался с применением цветового или энергетического допплеровского картирования. При обследованиях плодов в случаях нормального течения беременности режим не нашел обоснованного применения.

Мультиплоскостной режим реального времени 3D/4D УЗИ на современном этапе представлен технологией STIC и предназначен для исследований сердца. Использование этого режима в наших исследованиях на данном этапе ограничилось несколькими случаями применения у беременных при подозрении на сердечные аномалии у плода (рис. 13). Вне всякого сомнения, режим внес ясность в картины пороков. Публикации последних лет подтверждают такую точку зрения.

При исследованиях плода в I триместре беременности нами использовались поверхностный мультиплановый и мультиплоскостной режимы. По сути они являлись основными по сравнению с 2D сканированием. Двухмерный режим позволял лишь правильно сориентировать направление последующего объемного сканирования, оценить состояние придатков и зафиксировать сердцебиения эмбриона и плода. Далее производилось 3D/4D сканирование с использованием разнообразных режимов. При этом общее время сканирования было сокращено до 1-3 мин в зависимости от необходимости применения вагинального датчика. Далее следовала виртуальная обработка зафиксированных файлов без контакта с пациентом, при которой осуществлялись стандартные измерения (копчико-теменной размер, толщина воротникового пространства, желточный мешок и т.д.) и изучение анатомии плода и состояния плодного яйца в целом. Такой подход значительно снижает экспозицию УЗИ без существенных потерь информации. Считаем, что именно 3D/4D УЗИ позволяет проводить исследование в экологическом стиле. Возможно, в будущем такой подход станет популярным у врачей и пациентов (рис. 8, 14). После 11 недель гестации 3D/4D сканирование потребовало большей экспозиции для визуализации лицевых структур и сердца (еще не более 3 мин).

Применение 3D/4D УЗИ во всех наблюдениях расширило возможности визуализации внутренних органов плода и поверхностных структур в I и II триместрах беременности. Если положение плода оказывалось неудобным для двухмерной оценки конкретного органа, части тела или поверхности, то оперативное использование 3D/4D УЗИ позволило в большинстве исследований получить необходимые опорные плоскости хорошего качества. При выявлении аномалий у плода, как и при подозрении на них наилучшие результаты были получены при сроках беременности до 32-33 недель гестации. В более поздние сроки увеличивалось количество областей у плода, которые маскировались артефактами, а малая подвижность и относительное маловодие в ряде случаев затруднили адекватное применение отдельных объемных режимов. Определенные сложности в использовании 3D/4D УЗИ возникли из-за необходимости постоянно перестраивать основные визуальные параметры прибора даже у одного и того же пациента, что реже встречалось при двухмерных сканированиях. В наших исследованиях возникла необходимость в предварительном создании отдельных конфигураций таких настроек, которые в дальнейшем активизировались нажатием одной кнопки, что обычно приводило к лучшему результату.

В нашей практике наблюдения плодов с аномалиями развития наилучшую эффективность 3D/4D режим продемонстрировал в визуализации лица, структур головного мозга, позвоночника, суставов конечностей, объемных образований. Надежная визуализация мелких структур лица плода стала возможной с 11 недель гестации (см. рис. 1-4, 5, 7, 15). Именно применение 3D/4D УЗИ и вагинального объемного сканирования позволили успешно диагностировать различные лицевые аномалии у 11 плодов в сроки 11-13 нед.

Мультиплоскостной режим позволил значительно улучшить дифференциальную диагностику поражений мозга у плода на протяжении всей беременности, особенно во II триместре. Мелкие детали (ультразвуковая микросимптоматика) отдельных нозологий в 3D/4D режимах представилась более объективной и убедительной, что существенно повлияло на построение возможного прогноза.

Методические приемы 3D/4D УЗИ облегчили получение корректных плоскостей сканирования для диагностики различных вариантов гидроцефалии и пороков мозолистого тела, коры головного мозга.

При динамическом наблюдении за развитием плодов с арахноидальными кистами у 5 пациентов были произведены измерения объемов образований в разные сроки II и III триместров. Отсутствие увеличения объемов кист в динамике или их пропорциональное увеличение с ростом черепа позволили в этих случаях предполагать благоприятный прогноз и подтвердить его при клинико-инструментальном наблюдении за родившимися детьми. Измерение объемов объектов со сложной формой оказалось доступным с использованием технологии VOCAL с большой точностью. Эти данные позволили рационально подойти к использованию нейрохирургического лечения или избежать его на определенных этапах роста новорожденных.

При диагностике аневризмы вены Галена у 4 плодов трехмерная реконструкция аномального конгломерата сосудов позволила оценить особенности шунтирования, что явилось первичной основой для дальнейшего оперативного лечения родившихся детей (рис. 16, 17).

Грубые анатомические дефекты опорнодвигательного аппарата оказались доступными для 3D/4D УЗИ уже в конце I триместра беременности. В 2 наблюдениях нами была выявлена односторонняя амелия (отсутствие кисти) в 11-12 нед. Стриктуры дистальных суставов конечностей, а также деформации и локальные дисплазии позвоночника и расщелины были успешно обнаружены в сроки 11-22 недель и подтверждены патологоанатомически или клинически (см. рис. 5-7, 15, 18).

Наш опыт применения 3D/4D УЗИ во все сроки беременности продемонстрировал значительное повышение эффективности ультразвуковой диагностики, особенно в случаях трудно диагностируемых пороков у плода в ранние сроки беременности. Качественное изображение деталей пороков с применением 3D/4D УЗИ позволило в ряде наблюдений уточнить прогноз после рождения детей. Возможность детального документирования результатов эхографического исследования на новом уровне превращает ультразвуковое исследование в объективный метод диагностики. На современном этапе не следует ставить вопрос: "Что лучше: 2D или 3D/4D?". Объемная эхография становится стандартной частью качественного ультразвукового обследования плода. По результатам проведенной работы следует предполагать в ближайшем будущем значительно более широкое внедрение оборудования 3D/4D УЗИ в клиническую акушерскую практику.

Литература

1. Callen P.W. Ultrasonography in obstetrics and gynecology, 5 th edition, 2008; 1239 p.
2. Benacerraf B.R. Three-dimencional ultrasound: use and misuse // J. Ultrasound in Medicine. 2002. V. 21. 1029.
3. Merz E., Bahlmann F., Weber G. Volume scanning in evaluation of fetal malformations: a new dimension in perinatal diagnosis // Ultrasound in Obstet. Gynecol. 1995. V. 5. P. 222.
4. Bega G., Lev-Toaff A., Kuhlman K. et al. Threedimencional ultrasonographic imaging in obstetrics // J. Ultrasound in Medicine. 2005. V. 24. P. 1685.