Трехмерная и четырехмерная эхокардиография. Клинические возможности метода

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы практического применения новейших современных технологий ультразвуковой диагностики в эхокардиографии - трехмерного моделирования сердца и четырехмерной реконструкции. Подробно проанализированы и проиллюстрированы основные направления использования данных технологий в клинической практике. Показаны существующие и потенциальные возможности методик трех - и четырехмерной эхокардиографии в рамках современной ультразвуковой диагностики в практическом здравоохранении.

Полный текст

Современная эхокардиография (ЭхоКГ) как нельзя лучше отражает возможности и состояние передовых компьютерных технологий. С развитием и усовершенствованием последних на рынке ультразвуковой аппаратуры появилось несколько приборов, позволяющих проводить исследование сердца в режимах трехмерной реконструкции и четырехмерного моделирования в реальном времени. Первые попытки получить изображение сердца в объеме предпринимались фирмами - производителями ультразвуковой аппаратуры еще в начале 1990-х годов. Аналоговый ультразвуковой прибор совмещали с компьютером, переносили ультразвуковое изображение в В-режиме с прибора в компьютер и затем проводили реконструкцию сердца в объеме. Преимущественно моделировали левый желудочек (ЛЖ) и автоматически оценивали параметры его систолической функции. С появлением цифровых ультразвуковых приборов процесс анализа упростился и качество моделирования существенно возросло. Появление на рынке ультразвуковых приборов матричных датчиков позволило проводить последовательно исследование в стандартных режимах и в режиме трехмерной ЭхоКГ одним датчиком. Необходимо понимать разницу между трехмерным эхокардиографическим исследованием и четырехмерной реконструкцией. Трехмерная ЭхоКГ - это получение трехмерного изображения сердца или кровотока в сердце или магистральных сосудах в реальном времени [1]. Четырехмерное моделирование - это постобработка и анализ полученных ультразвуковых изображений и реконструкция зоны интереса в объеме, например построение измененного клапана в объеме. Четырехмерное моделирование требует времени [2]. Как правило, использование технологий трех- и четырехмерной ЭхоКГ необходимо при проведении исследования у диагностически трудных больных [3]. Возможности трехмерной ЭхоКГ в клинической практике · Оценка систолической функции ЛЖ в реальном времени и анализ ее параметров с построением модели ЛЖ в объеме и количественной оценкой глобальной и локальной сократимости. · Детальная оценка состояния клапанов сердца при наличии порока с моделированием отверстия клапана. · Оценка состояния протезированного клапана или окклюдера. · Оценка врожденных пороков сердца, в том числе с шунтированием крови. · Оценка объемных образований сердца и средостения, включая вегетации при инфекционном эндокардите. · Оценка больных с патологией перикарда и плевры. · Оценка отслойки интимы аорты. · Оценка больных с осложнениями ишемической болезни сердца (ИБС). · Расчеты объемных показателей клапанной регургитации и шунтов. Рассмотрим каждый из этих пунктов в отдельности. Оценка систолической функции ЛЖ в реальном времени и анализ ее параметров с построением модели ЛЖ в объеме и количественной оценкой глобальной и локальной сократимости. Практически ежедневно при проведении эхокардиографического исследования на потоке врач сталкивается с проблемой трудного пациента, когда возникает проблема с визуализацией границы «эндокард-кровь» и расчеты параметров систолической функции оказываются далеки от реальности. Трехмерная ЭхоКГ позволяет точно проводить данные расчеты, учитывая тот факт, что прибор моделирует полость ЛЖ и проводит анализ объема желудочков в систолу и в диастолу в реальном времени, используя уравнение дисков (рис. 1). В настоящее время разработаны программы для количественной оценки деформации сегментов миокарда ЛЖ в объеме, что также повышает качество диагностики (Speakle Tracking). Детальная оценка состояния клапанов сердца при наличии порока с моделированием отверстия клапана. При исследовании больных с клапанными пороками сердца нередко возникает проблема с достоверностью расчетов площади отверстия клапана. Обычно данная проблема связана с нарушениями ритма сердца (мерцательная аритмия или частая экстрасистолия), которые часто наблюдаются у данной категории больных, плохим ультразвуковым окном, асимметричным потоком при стенозе или регургитации, затрудняющими расчет. Трех- и четырехмерное исследование состояния клапана позволяет избежать ошибок в расчетах (рис. 2). Оценка состояния протезированного клапана или окклюдера. Проблема в оценке состояния протезированного клапана сердца при стандартном эхокардиографическом исследовании знакома всем специалистам по ЭхоКГ. Чреспищеводное исследование позволяет исключить наличие даже небольших тромбов и вегетаций на протезе. Более подробная информация о состоянии протеза возможна на основании реконструкции результатов чреспищеводного исследования протезированного клапана сердца (рис. 3). В настоящее время данная технология активно используется в кардиохирургии. Оценка эффективности окклюдера при закрытии дефектов перегородок также возможна данным методом. Оценка врожденных пороков сердца. Трехмерная технология позволяет до операции провести реконструкцию дефекта перегородки, измененного клапана, шунта и т.д. Таким образом, удается точнее разработать оперативную тактику в отношении больного и точнее подобрать окклюдер, протез или заплату и т.д. Трехмерная реконструкция кровотока позволяет автоматически рассчитать объем шунта или регургитации, что также улучшает качество исследования (рис. 4). Оценка объемных образований сердца и средостения, включая вегетации при инфекционном эндокардите. Больные с объемными образованиями сердца и средостения часто встречаются в практике эхокардиографиста. Очевидно, что детальная оценка характера образования, его размеров, локализации, связи с окружающими структурами сердца и средостения может помочь в постановке диагноза и выборе тактики ведения больного (рис. 5). Оценка больных с патологией перикарда и плевры. В ряде случаев у исследователя возникает проблема с диагностикой патологической жидкости в полости перикарда при ее незначительном количестве. Трехмерное исследование позволяет сразу выявить наличие патологической жидкости в полости перикарда (рис. 6, а) При исследовании плевральных полостей и патологической жидкости в них удается уточнить характер и количество жидкости, а также провести анализ состояния плевры и дифференциальную диагностику наличия или отсутствия объемных образований в плевре (рис. 6, б). Оценка отслойки интимы аорты. Отслойка интимы аорты часто сопровождается тяжелым нарушением гемодинамики у больного, поэтому быстрая диагностика данной патологии и детальная оценка участка отслоенной интимы помогают в выборе протеза при оперативной коррекции (рис. 7). Оценка больных с осложнениями ИБС. При осложнении ИБС трехмерные технологии позволяют проводить автоматический анализ функции желудочков, что уже было описано, и детализировать оценку осложнений. Так, например, при наличии аневризмы ЛЖ можно с большей точностью оценить границу пораженного и здорового миокарда, детализировать характер тромбоза полости при его наличии, рассчитать объем регургитации и т.д. (рис. 8). 3D strain - объемная оценка деформации ткани ЛЖ. Данная технология используется для моделирования в объеме деформации ЛЖ и его сегментов, улучшает качество диагностики у больных с ИБС (рис. 9). Четырехмерная реконструкция сердца Четырехмерная реконструкция сердца приобретает особую ценность и значимость в кардиохирургических стационарах, поскольку позволяет получить практически точную копию клапана, протеза, окклюдера, смоделировать отверстие при наличии шунта и разработать правильную тактику при проведении оперативного вмешательства (рис. 10). Данные возможности метода нашли широкое применение в отечественной и мировой практике. Расчеты проводятся на основании анализа показателей, полученных преимущественно при чреспищеводном исследовании для большей точности результатов. Выводы Таким образом, использование в клинической практике возможностей трех- и четырехмерной ЭхоКГ позволяет существенно улучшить качество исследования и увеличить точность диагностики. Исследования проводились на ультразвуковых приборах Vivid 7 и Vivid 9 (General Electric, США); iE33 (Philips, США); S2000 (Siemens, Германия). СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Рыбакова Марина Константиновна - д-р мед. наук, проф. каф. ультразвуковой диагностики ГБОУ ДПО РМАПО. E-mail: rybakova-echo@yandex.ru Митьков Владимир Вячеславович - д-р мед. наук, проф., зав. каф. ультразвуковой диагностики ГБОУ ДПО РМАПО