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

3D/4D ультразвуковое исследование (УЗИ). Основные принципы работы приборов и датчиков для проведения 3D/4D УЗИ и усо­вершенствования в объемном уль­тразвуке. Иссле­дование некоторых возможностей 3D/4D ультра­звука в рамках различных по целям эхографиче­ских обследований в акушерстве в МИ триместре беременности.

С.М. Воеводин. Научный Центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова «Росмедтехнологий», Москва.

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 ^Ю).

Данная работа представляет собой иссле­дование некоторых возможностей 3D/4D ультра­звука в рамках различных по целям эхографиче­ских обследований в акушерстве в МИ 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/4DУЗИ в сочетании с программами 3D XI и Multi-Sliceпри­менялся 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 режи мы. 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 пато­лого анатомически 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/4DУЗИ 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.