WS80A: 3D/4D эхография и "пятое измерение" в объемном ультразвуке

В последние годы отмечается новая волна интереса медицинской аудитории к диагностическому трехмерному (3D) ультразвуку в перинатологии. Связано это, как с появлением новой высокоэффективной и коммерчески доступной ультразвуковой аппаратуры, так и c публикацией результатов многочисленных исследований, позволяющих специалистам осознанно и быстро внедрять новые технологии в свою клиническую практику.

Ультразвуковой диагностический сканер WS80A (производства компании Samsung Medison) относится к аппаратам экспертного уровня, оснащен современным гибридным бимформером, новыми мультичастотными датчиками высокого разрешения и разнообразным программным обеспечением, отвечающим самым высоким требованиям специалистов по 3D-УЗИ.

В перечне специальных программ, предназначенных для работы с трехмерными изображениями, можно найти как широко известные и хорошо зарекомендовавшие себя в профессиональных кругах 3DXI / MXI, HDVI, VOCAL и STIC, так и совершенно новые технологии, включая 5D Long Bone, 5D CNS, 5D Fetal Heart и 5D Follicle.

Остановимся более подробно на возможном клиническом применении перечисленных выше технологий, согласно данным, опубликованным в медицинской научно-клинической периодике.

MPR, 3DXI / 3DMXI - программы для получения двухмерных (2D) диагностических изображений плода из массива трехмерных данных (3D) для их последующей оценки и проведения измерений, а HDVR - технология улучшения такого рода реконструированных изображений. Эти программы являются основным инструментом диагностического трехмерного ультразвука. Известно, что эффективная 2D-эхография плода требует навыков сканирования (манипуляции датчиком), которые доступны только опытному специалисту и не могут быть в полной мере формализованы для создания учебных и диагностических алгоритмов. Напротив, 3D-эхография легко формализуема: например, Гуно и Бауд (2013) предложили и апробировали протоколы 3D-исследования лица плода, которые с одинаковой скоростью и адекватностью освоили опытные и начинающие специалисты (72 % против 76 %, p = 0,629). В исследовании Арбейл и Форнаж (2014) телесонография позволила даже необученным операторам выполнить сканирование плодов и передать полученные 3D-данные по сети в экспертный центр, где опытные специалисты восстановили из них изображения диагностического качества. В настоящее время реконструированные из 3D-диагностические изображения практически не уступают по качеству 2D-изображениям, полученным по обычной технологии. Напротив, качество таких эхограмм настолько высоко, что, например, позволило Лейбовиц и соавт. (2012) систематически визуализировать элементы среднего и внутреннего уха у плодов, включая улитку, барабанное кольцо и даже молоточек.

3D static - классическая программа для создания объемных изображений плода. Она является отличным дополнением к традиционной оценке анатомии плода в 2D-режиме. В числе последних публикаций, в которых использовалась эта технология, следует упомянуть работы, посвященные диагностике дефектов передней брюшной стенки плода (Григоре, Илиев и соавт., 2012) и EEC-синдрома (Риос, Арайо и соавт., 2012).

4D (dynamic 3D) - программа для получения объемных изображений плода в движении, включая тонкие движения мимической мускулатуры и конечностей. Эта технология наиболее прочно ассоциирована с понятием "3D-УЗИ" у немедицинской аудитории и особо востребована будущими родителями. Эта востребованность и популярность легко объяснима, поскольку 2D-изображение плода понятно только узкому кругу специалистов и требует основательных пояснений, а 3D-изображения в таковых, как правило, не нуждаются. Джонг-Плейдж, Рибберт и соавт. (2013) исследовали влияние эхографии на формирование материнской привязанности к еще не родившемуся ребенку и показали, что привязанность (по данным стандартного опросника MAAS) возрастает после любой эхографии, однако у 3D/4D этот эффект заметно сильнее. Отдельного внимания заслуживает работа Кокер, Гунгор и соавт. (2014), которые провели опрос среди поступавших в родильное отделение женщин и оценили ожидания беременных относительно 3D/4D эхографии (n = 644). Как выяснилось, около 70 % опрошенных считали, что все структурные аномалии плода могут быть диагностированы с помощью 3D/4D-УЗИ, и все беременные женщины должны пройти эту диагностическую процедуру. Для того чтобы избежать возможного недопонимания в этом вопросе и его негативных последствий, авторы настоятельно рекомендуют - и мы к ним присоединяемся - информировать пациентов о существующих ограничениях для эхографии вообще и для 3D/4D-эхографии в частности.

Realistic Vue (FRV) - специальный процессинговый алгоритм 3D-визуализации, с помощью которого получают особо реалистичные объемные изображения плода, благодаря которым эту технологию назвали ультразвуковой фетоскопией. По мнению Хата, Ханаока и соавт. (2013), видимые в режиме ультразвуковой фетоскопии эмоционально окрашенные мимические движения плода могут отражать как нормальное, так и патологическое развитие нервной системы и быть вспомогательным методом при оценке развития головного мозга у плода. В работе Хартге, Шроер и соавт. (2014), посвященной спонтанным абортам в ранние сроки, режим ультразвуковой фетоскопии позволил в 21 % случаев (n = 107) непосредственно увидеть причину прерывания беременности (различные структурные аномалии плода, включая дефекты строения черепа, лица, брюшной стенки и формирующейся нервной системы) и облегчил процесс информирования и консультирования семейных пар.

STIC - технология получения динамического трехмерного изображения сердца плода, в которой используется алгоритм пространственно-временной корреляции изображений. Полученные при ультразвуковом сканировании объемные данные сохраняются на цифровом носителе и используются для последующей реконструкции диагностических изображений сердца плода в любой известной проекции в режиме мультипланарной или многосрезовой реконструкций. С помощью комплиментарной технологии (VOCAL) можно измерить объем камер в любую фазу сердечного цикла, избегая при этом недостатков, свойственных методам Тейхольца и Симпсона (Араужо и соавт., 2012). За более чем 10 лет существования этой технологии накоплен большой научно- клинический материал, позволяющий активно внедрять ее в рутинную практику с целью улучшения показателей пренатальной диагностики сердечной патологии (Эл Гуинди и соавт., 2012), а также планирования хирургической тактики после рождения ребенка с анатомическими аномалиями сердца (Зидер и соавт., 2013).

VolumeNT - автоматически обнаруживает истинную срединно-сагиттальную плоскость головы плода для последующего полуавтоматического измерения толщины воротникового пространства (ТВП) - показателя, который используется для ранней диагностики трисомий и синдрома Дауна. Пилотное исследование Ви, Чаи и соавт. (2012) показало, что 3D-эхография оказалась воспроизводимее и точнее при измерении ТВП, а реконструированные 3D-изображения несли в себе больше клинической информации по сравнению с традиционными 2D-эхограммами. Более обширное исследование (n = 430) Козарова, Милосевича и соавт. (2013) подтвердило выводы предыдущих авторов: при измерении ТВП в 3D-массиве данных стандартная ошибка средних значений уменьшилась с 0,027 до 0,016. Предполагается, что частота обнаружения патологии, которая является показателем качества пренатального скринингового теста, при использования 3D для измерения ТВП может возрасти, а количество ложноположительных результатов уменьшится. Оригинальный подход к применению VolumeNT продемонстрировали Сепульведа, Бартоломью и соавт. (2012), которые использовали эту технологию для быстрого автоматического сбора 3D данных о лице плода, которые во всех случаях оказались клинически приемлемы для оценки нёба (n = 40).

Следует отметить, что VolumeNT была первой технологией концепции 5D компании Samsung Medison, успешно внедренной в клиническую практику. Концепция "пятого измерения" предполагает использование трехмерных данных автоматического ультразвукового сканирования для выполнения различных автоматических расчетов биометрических показателей. В настоящий момент экспертный аппарат WS80A, помимо VolumeNT, поддерживает технологии 5D Long Bone, 5D CNS, 5D Fetal Heart и 5D Follicle.

5D Long Bone - самостоятельно распознает костные элементы в массиве отсканированных трехмерных данных и автоматически измеряет длинные кости плода.

Такой же "однокнопочной" технологией является 5D Follicle, которой требуется менее 4 с для определения и измерения диаметра и объема всех фолликулов в яичнике пациента с точностью более 80 % (данные Samsung Medison, 2014).

5D CNS - после указания оператором двух ориентиров на референтной плоскости находит и измеряет бипариетальный, лобно-затылочный размер и окружность головки плода, а также диаметр мозжечка, большую цистерну и боковые желудочки. Вся процедура занимает по времени менее 10 с, а точность измерений достигает 95 % (данные Samsung Medison, 2014).

5D Fetal Heart - использует четырехмерные данные STIC. Оператору необходимо последовательно указать 7 ориентиров на дисплее, после чего программа автоматически отобразит сердце плода в 9 стандартных плоскостях, необходимых для качественной и количественной оценок. В процессе клинической апробации этой программы уровень извлечения диагностически приемлемых эхограмм составил 90 %.

В пользу вышеперечисленных технологий автоматического измерения биометрических параметров плода следует процитировать Yazdi B., Zanker P. и соавт. (2014), которые показали, что "использование автоматических расчетов привело к значительному улучшению воспроизводимости между операторами". В настоящее время дальнейшие разработки и исследования в этой области направлены на улучшение извлекаемости диагностически приемлемых изображений из трехмерных данных и повышение точности автоматических измерений.

Подводя итог этому краткому обзору, посвященному состоянию современного трехмерного (3D) диагностического ультразвука в перинатологии, следует еще раз подчеркнуть, что это направление современной медицины плода поступательно развивается, доказало свою эффективность и востребованность и нуждается в широком внедрении в клиническую практику. Мы искренне надеемся, что появление экспертного аппарата WS80A облегчит и упростит эту задачу.