Эхокардиография трехмерная что это такое
Метод интраоперационной трёхмерной чреспищеводной эхокардиографии у пациентов с выраженной недостаточности митрального клапана
Чреспищеводная эхокардиография (ЧП ЭхоКГ) — метод диагностики, который широко используется в клинической практике. Применение чреспищеводной эхокардиографии у кардиохирургических больных в условиях операционной — это эффективный, безопасный и высокоинформативный метод оценки анатомии и функции структур сердца, внутрисердечной гемодинамики. В настоящее время ЧП ЭхоКГ исследование является неотъемлемой составляющей стандартов обеспечения безопасности операции у пациентов кардиохирургического профиля. Существуют технологии двух- и трёхмерной чреспищеводной ЭхоКГ.
Трёхмерная чреспищеводная эхокардиография (3D-ЧП ЭхоКГ) по сравнению с двухмерной позволяет получить наиболее полное представление о морфометрии отдельных структур и сердца в целом. Методика интраоперационной 3D ЧП ЭхоКГ незаменима при выполнении реконструктивных вмешательств у пациентов с митральной недостаточностью (МН), которая занимает второе место в структуре пороков сердца. Согласно рекомендациям Европейского общества кардиологов (ESC) и Европейской ассоциации кардиоторакальных хирургов (EACTS) 2017 года, именно реконструктивные операции на митральном клапане у пациентов с недостаточностью приобретают приоритетное значение. Безусловными преимуществами пластических операций являются низкий риск развития тромбоэмболий и эндокардита, лучшая отдалённая выживаемость и свобода от приёма антикоагулянтов. Успех хирургического лечения с использованием реконструктивного подхода во многом зависит от уровня и качества выполненных диагностических исследований.
Представляем клинический случай использования интраоперационной чреспищеводной эхокардиографии с 3D режимом для определения тактики и оценки результатов операции у пациентки с выраженной недостаточностью митрального клапана.
Пациентка, 56 лет, поступила в отделение реконструктивной хирургии клапанов сердца и коронарных артерий ФГБУ «НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева» Минздрава России с жалобами на одышку при умеренной физической нагрузке, сердцебиение. Из анамнеза: страдает ревматизмом с 15 лет. По данным трансторакальной эхокардиографии (ЭхоКГ) выявлена выраженная митральная недостаточность, дилатация левых отделов сердца.
На основании проведённого обследования поставлен диагноз: Ревматизм, неактивная фаза. Митральный порок сердца: выраженная недостаточность. Относительная умеренная недостаточность трикуспидального клапана. Дилатация левых камер сердца. Умеренная лёгочная гипертензия. ХСН 2А. ФК 3 по NYHA.
Была выполнена операция: Многокомпонентная реконструкция митрального клапана с ушиванием расщепления передней митральной створки, с аннулопластикой на опорном кольце; пластика трикуспидального клапана по de Vega, в условиях ИК, гипотермии и ФХКП. (хирург — директор Института коронарной и сосудистой хирургии ФГБУ «НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева» МЗ РФ, профессор И.И. Скопин).
Рис. 1. Трёхмерная чреспищеводная эхокардиография. Среднепищеводный доступ. Трёхмерная реконструкция митрального клапана. (ЛП — левое предсердие, ЛЖ — левый желудочек, ПЖ— правый желудочек, ПМС — передняя митральная створка, ЗМС — задняя митральная створка). Расщепление передней митральной створки (белая стрелка).
Рис. 2. Чреспищеводная эхокардиография. Среднепищеводный доступ. Четырёхкамерная позиция. (ПП — правое предсердие). Площадь потока регургитации — 11,4 см².
Рис. 3. Чреспищеводная эхокардиография. Среднепищеводный доступ. Четырёхкамерная позиция. Vena contracta 0,9 см.
На основании дооперационной трансторакальной эхокардиографии планировалась имплантация опорного кольца и коррекция пролапса ПМС за счёт имплантации неохорд или транслокации хорд от задней митральной створки к передней. Данные интраоперационной трёхмерной ЧП ЭхоКГ позволили визуализировать расщепление передней створки митрального клапана и подтвердить дилатацию фиброзного кольца. Таким образом, тактика операции была изменена и выполнена пластика расщеплённой передней створки МК, имплантация опорного кольца Carpantier-Edwards №32, пластика трикуспидального клапана по de Vega.
После отключения искусственного кровообращения и стабилизации гемодинамики выполнено контрольное ЧП ЭхоКГ исследование. Показатели функционального состояния миокарда, клапанного аппарата были в норме.
В представленном клиническом случае больной с патологией митрального клапана – выраженной недостаточностью, в плановом порядке интраоперационно до основного этапа операции проведена чреспищеводная эхокардиография с построением в режиме реального времени трёхмерной модели клапана, позволившая детально оценить патологию и определить механизм формирования митральной недостаточности. С помощью трёхмерной реконструкции удалось диагностировать расщепление передней створки митрального клапана, определить точную локализацию патологии.
Полученные данные были подтверждены непосредственно в ходе операции при ревизии клапана и явились основанием выбора тактики хирургического вмешательства.
Сокольская Н.О., Скопин И.И., Копылова Н.С.
Пресс-служба ФГБУ «НМИЦ ССХ им. А. Н. Бакулева»
Минздрава России
Эхокардиография трехмерная что это такое
а) Техника регистрации. Регистрацию трехмерных эхокардиографических данных принципиально можно представить двумя способами: как реконструкцию последовательности двумерных сечений или как трехмерную запись в реальном времени с использованием новых, специально для этой цели разработанных так называемых матричных датчиков и новых ультразвуковых аппаратов.
1. Трехмерная реконструкция. Трехмерная реконструкция эхокардиографических сечений основана на периодичности движений сердца. Двумерные эхо-кардиограммы, синхронизированные с ЭКГ, записываются в виде большого числа отдельных сечений, а затем объединяются в трехмерные конструкции. При помощи различных методик информация о пространственном расположении датчика объединяется с информацией соответствующего двумерного кадра, причем для этого можно использовать два принципиально различных подхода.
Перед началом исследования на протяжении 45-60 с необходимо провести запись ЧСС и дыхательных движений в виде гистограммы. После этого создается требуемое окно синхронизации по ЭКГ и по дыхательным движениям, которое можно затем вручную откорректировать.
По окончании вращения плоскости исследования на 180° получается завершенный набор данных, т.е. полный сердечный цикл, зарегистрированный в середине дыхательного цикла в 60-90 различных плоскостях. При появлении экстрасистол или при превышении установленных граничных значений интервала RR или дыхательного движения регистрация прерывается. Продолжительность записи полного вращения (ротации) плоскости регистрации с шагом в 2 или 3° составляет в среднем от 2 до 5 мин. В зависимости от пациента и от диагностической потребности можно записать несколько ротаций, чтобы, например, оптимизировать качество изображения или положение датчика.
Чтобы обеспечить для исследования оптимальные условия, особенно необходимые при регистрации трехмерных эхокардиограмм, после анестезии глотки дополнительно применяется легкая седация с 2,5-5 мг мидазолама внутривенно.
Сегодня доступно уже несколько коммерческих приборов трехмерной ЭхоКГ в реальном времени. Решающим отличием от методики трехмерной реконструкции является, прежде всего, огромный выигрыш во времени при получении данных. В режиме реального времени можно отсканировать пирамидальный сегмент размером примерно 30×50° и в тот же момент объемно и динамически визуализировать его. Такой сегмент хотя и позволяет отображать отдельные сердечные структуры, такие как митральный клапан, но, например, не позволяет сразу отсканировать весь левый желудочек. Чтобы записать пирамидальный сегмент с угловым объемом до 85×85°, необходимо в течение 4 последовательных сердечных циклов отсканировать соседние сегменты и затем off-line объединить их. Так называемая «полнообъемная» («full volume») запись длится около 5-10 с.
Если она выполняется из апикального доступа при задержке дыхания с оптимальным качеством изображения, то возможны полная визуализация и оценка левого желудочка.
Техника трехмерной ЭхоКГ в реальном времени: пирамидальный сектор сканирования исследуется как единое целое в режиме «on-line» (4). Матричный датчик состоит из двумерной решетки ультразвуковых кристаллов, имеющей около 3000 активных элементов, и содержит большое количество электронных компонентов, осуществляющих обработку огромного объема исходных данных. Ультразвуковой луч электронным способом направляется как по вертикали, так и по горизонтали. 
Трехмерная запись в реальном времени: при помощи используемых сегодня приборов можно в режиме реального времени отсканировать и визуализировать лишь ограниченный сегмент объемом примерно 30×50° (слева). Соответствующий кадр (справа) из парастернального доступа демонстрирует левый желудочек (LV), левое предсердие (LA), межжелудочковую перегородку (IVS) и корень аорты (Ао). 
Запись полнообъемного массива данных («full-volume»): для достижения большего угла сканирования необходимо последовательно регистрировать на протяжении 4 сердечных циклов с использованием ЭКГ-триггера. За это время под электронным управлением регистрируются отдельные сегменты итогового объема и непосредственно затем объединяются в один массив данных. Впоследствии можно выполнять произвольную обработку этого массива (см. сечения и объемное изображение внизу справа).
б) Анализ трехмерных эхокардиографических данных. Независимо от того, как получается трехмерный массив данных (при помощи реконструкции или в режиме реального времени), его оценка происходит двумя принципиально различными способами: морфологически-качественный анализ и количественное измерение.
1. Качественный, морфологический анализ. Морфологическая оценка основывается на реконструкции поверхности границы кровь-эндокард, полуавтоматически распознаваемой на серошкальных изображениях. Рассчитанная поверхность представляется в виде объемного изображения, причем можно проследить ее динамику в течение всего сердечного цикла.
Пространственное взаиморасположение патологических структур охватывается одним взглядом, что оказывается лучше и надежнее, чем при общепринятых двумерных методиках. Это может облегчить пространственную ориентировку, предоперационное планирование или послеоперационную оценку различных вмешательств.
Объемная реконструкция поверхности эндокарда левого желудочка, основанная на двумерных изображениях левого желудочка, зарегистрированных из трансторакального апикального доступа (a-в) и затем объединенных согласно своему расположению в трехмерный массив данных. Рассчитанная по изображениям серой шкалы граница кровь-эндокард визуализируется в виде поверхности (нижняя картинка). 
Полуавтоматическая методика определения объема ЛЖ. После того как исследователь вручную отмечает положение митрального кольца и верхушки по меньшей мере в двух сечениях во время систолы и диастолы (парные кадры слева), автоматический алгоритм анализа изображения самостоятельно определяет границы эндокарда (второй кадр слева). При необходимости здесь можно провести корректировку вручную. На основании этих контуров программа рассчитывает объем левого желудочка, строит объемное изображение (левый верхний угол правого кадра) и отображает в виде графика изменения объема в течение сердечного цикла с указанием систолического минимума и диастолического максимума (белые стрелки). 
График изменения регионального объема во времени: массив данных по левому желудочку может быть проанализирован по отдельности по каждому из 16 сегментов ЛЖ.
Цветные графики изменения регионального объема во времени демонстрируют ход сокращения сегментов, отмеченных соответствующим цветом на кольцевой диаграмме (слева внизу) и в виде цветных проекций на поверхность эндокарда (слева вверху). В данном нормальном случае все анализируемые сегменты сокращаются синхронно.
2. Количественный анализ. Однако наиболее существенный потенциал трехмерной ЭхоКГ заключается не в объемной реконструкции поверхностей, а в возможности измерения размеров любых структур сердца и исследования их изменений в течение сердечного цикла. Единственным условием для этого является лишь то, чтобы искомая структура (например, левый желудочек, выносящий тракт левого желудочка или створки митрального клапана) полностью была зарегистрирована при первоначальном сканировании трехмерных данных.
Измерение расстояний между структурами. На объемных изображениях реконструированных поверхностей возможны измерения расстояний между структурами, хотя измерение изогнутых поверхностей пока представляет большие сложности. Для определения объема, массы, площади поверхности или площади сечения необходимо сделать определенный «шаг назад» к произвольно выбранным сечениям, извлекаемым и реконструируемым из трехмерного массива данных. Затем на этих двумерных изображениях необходимо вручную или полуавтоматически обрисовать контуры интересующих структур (например, эндокард или эпикард для определения массы, границы выносящего тракта левого желудочка и т.д.).
Определение объема. В большинстве предшествовавших работ для определения объема использовался известный и по другим визуализирующим техникам «метод дисков», требующий обрисовки контуров эндокарда на большом числе параллельных сечений и поэтому довольно затратный по времени.
В доступных сегодня аппаратах для трехмерной ЭхоКГ полуавтоматические методики обнаружения контуров позволяют производить существенно более быстрое и тем не менее точное и валидное определение сердечных объемов. Например, для определения левожелудочковых объемов исследователю требуется лишь вручную отметить положение митрального кольца и верхушки на двух продольных сечениях. На основании этой информации современные алгоритмы обработки изображений определяют сначала границы эндокарда в конечно-диастолической и конечно-систолической точках сердечного цикла, а затем и движение этих границ за все время цикла. Отсюда автоматически рассчитывается объем левого желудочка в систолу и в диастолу, а также фракция выброса.
Преимущество количественной трехмерной ЭхоКГ заключается в значительно большей точности, лучшей воспроизводимости и меньшей зависимости от исследователя.
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 24.12.2019
Эхокардиография
Коротко о методе диагностики
Эхокардиография использует отраженные ультразвуковые волны для создания изображения сердца, его камер, клапанов, стенок и сосудов (аорты, легочных артерий и вен). Датчик ультразвукового аппарата располагается на груди и посылает ультразвуковые волны, которые отражаются от сердца и вновь улавливаются датчиком, после этого сигнал передается в аппарат, где преобразуется в понятное для специалиста изображение. При необходимости оценки коронарного резерва используются нагрузочные методы эхокардиографии (стресс-эхокг).
Диагностика в ИСЦ
В наших клиниках для выполнения УЗИ сердца имеется качественная ультразвуковая техника, позволяющая выполнять полноценное исследование в амбулаторных и стационарных условиях. Наши специалисты обладают значительным опытом подобных исследований и пользуются заслуженным авторитетом у коллег и пациентов.
Показания и противопоказания для диагностики
Эхокардиография назначается с целью выявления заболеваний сердца и оценки его функции. Чаще всего ЭХОКГ назначает врач кардиолог, при подготовке к большим сосудистым операциям УЗИ сердца может назначить и лечащий врач, либо анестезиолог-реаниматолог.
Эхокардиография позволяет выявить:
Эхокардиография является безопасными исследованием и не имеет никаких противопоказаний.
Подготовка к диагностике
Как проходит диагностика
При проведении УЗИ сердца пациента укладывают на спину или левый бок. Датчик при проведении эхокардиографии может располагаться в различных плоскостях, для лучшей визуализации камер сердца. Датчик и кожа пациента смачиваются специальным водорастворимым гелем, обеспечивающим плотный контакт плоскости датчика и тела.
Наши аппараты для УЗИ сердца позволяют выполнять различные варианты эхокардиографии. Одномерная ЭхоКГ в М-режиме, позволяет в виде графика воспроизвести движение сердечных стенок и клапанов, что дает оценить функцию желудочков.
Двухмерная эхокардиография показывает срез сердца в определенной проекции и позволяет определить размеры полостей желудочков и предсердий, толщину их стенок, оценить движения клапанов и стенок желудочков, выявить тромбозы полостей сердца.
С помощью допплеровского картирования можно выявить скорость и направление потоков крови в полостях сердца, что позволяет определить клапанную недостаточность или стенозы, дефекты межпредсердной и межжелудочковой перегородок.
Обычный порядок эхокардиографии подразумевает сначала идентификацию клапанов сердца; сердечных перегородок. Далее выявляется характер движения створок клапанов, измеряется толщина стенок и размеры полостей сердца. В завершение допплер-эхокардиографию выявления стенозов или недостаточности клапанов сердца и патологических отверстий в сердечных перегородках.
После диагностики
В течение получаса доктор подготовит заключение по результатам ультразвукового обследования сердца. Если будет выявлена серьезная патология, то будет предложена консультация кардиолога или кардиохирурга.
Возможные осложнения
Эхокардиография не имеет осложнений и может проводиться без ограничений.
Заболевания
Эхокардиография может помочь обнаружить кардиомиопатии, такие как гипертрофическая кардиомиопатия, дилатационная кардиомиопатия и многие другие. Использование стресс-эхокардиографии может также помочь определить, связаны ли какие-либо боли в груди или связанные с ними симптомы с сердечными заболеваниями. Самое большое преимущество эхокардиографии заключается в том, что она не является инвазивной (не требует проникновения в полости тела) и не имеет известных рисков или побочных эффектов.
Эхокардиограмма может не только создавать ультразвуковые изображения структур сердца, но и производить точную оценку кровотока через сердце с помощью Допплеровской эхокардиографии с использованием импульсного или непрерывного Допплеровского ультразвука. Это позволяет оценить как нормальный, так и аномальный кровоток через сердце. Цветной Допплер, как и спектральный Допплер, используется для визуализации любых аномальных связей между левой и правой сторонами сердца, любой утечки крови через клапаны (клапанная регургитация) и оценки того, насколько хорошо клапаны открываются (или не открываются в случае клапанного стеноза). Метод можно также использовать для движения ткани и измерения скорости движения стенок сердца.
Обзор технологических достижений в ультразвуковой визуализации сердца
Авторы: Jaydev K. Dave, Maureen E. Mc Donald, Praveen Mehrotra, Andrew R. Kohut, John R. Eisenbrey, and Flemming Forsberga
Вступление
Из нескольких методов визуализации, доступных сегодня для визуализации сердца, преимущества, связанные с УЗИ, включают визуализацию в режиме реального времени, визуализацию у постели больного (в месте оказания медицинской помощи), экономическую эффективность и визуализацию без использования ионизирующего излучения. Стоимость других методов визуализации сердца превышает стоимость 2D-эхокардиографии в 3,1–14,0 раза, тогда как стоимость катетеризации правого и левого сердца, часто выполняемой для получения диагностической информации, выше почти в 20 раз. Согласно последним данным Американской кардиологической ассоциации, около 92,1 миллиона американцев (более чем 1 из 3 американцев) страдают по крайней мере от одного типа сердечно-сосудистых заболеваний. Во всем мире сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смерти (около 31% всех мировых смертей).
Как динамический циклический насос, который способен реагировать и приспосабливаться к изменяющимся требованиям кровотока и условиям давления, измерение характеристик и функциональных параметров сердечной мышцы становится клинически значимым для оценки сердечной недостаточности и ишемии миокарда. Нарушения в податливости сердечной мышцы во время стадии наполнения сердечного цикла (диастолы) вызывают диастолическую дисфункцию и сердечную недостаточность с сохраненной фракцией выброса. Нарушения насосной способности сердца во время сокращения сердечной мышцы в сердечном цикле (систола) вызывают систолическую сердечную недостаточность, также известную как сердечная недостаточность со сниженной фракцией выброса.
Принимая во внимание преимущества, предоставляемые ультразвуковой визуализацией и бременем сердечно-сосудистых заболеваний, технологические достижения расширили роль ультразвука в визуализации сердца. Эта статья послужит обзором некоторых из этих последних технологических достижений в области ультразвукового исследования сердца, включая тканевую допплерографию, визуализацию деформации миокарда, контрастную эхокардиографию, трехмерную эхокардиографию, трехмерную объемную оценку кровотока.
Тканевая допплерография (TDI)
На протяжении более 50 лет, с тех пор как Сатомура в 1950-х годах впервые выполнил первые измерения движения, а также кровотока в сердце, в Японии, клиническое использование ультразвуковой визуализации значительно расширилось. В то время как ультразвуковые сканеры обнаруживали эхо-сигналы, рассеянные из крови, на основе эффекта Допплера, только в конце 1980-х годов концепция тканевой допплерографии (TDI) для эхокардиографии имела роль. Обычные доплеровские системы полагаются на фильтры верхних частот для извлечения высокочастотных сигналов низкой амплитуды, вызванных кровотоком, но путем инвертирования обработки сигналов TDI использует фильтры нижних частот, чтобы изолировать низкочастотные сигналы высокой амплитуды, связанные с движением миокарда, в в частности, продольный компонент сокращения миокарда.
Тканевая допплерография выполняются с использованием импульсной волны или цветового кодирования. TDI с импульсной волной напрямую измеряет мгновенную скорость ткани в пределах небольшого (1-5 мм) объема выборки, в то время как TDI с цветовой кодировкой позволяет проводить одновременный осмотр всего цветового блока, но требует пост-обработки. Оба эти режима основаны на импульсном принципе Допплера, но отличаются друг от друга в зависимости от размера области, из которой выполняются измерения скорости, а также от того, как вычисляются и отображаются результирующие значения. Консенсусные заявления от ряда эхокардиографических обществ по всему миру рекомендуют количественные оценки TDI для оценки систолической и диастолической функции левого желудочка (ЛЖ) и правого желудочка (ПЖ), давления наполнения ЛЖ и желудочковой диссинхронии, а также для мониторинга лечения пациентов.
В течение сердечного цикла импульсный сигнал TDI содержит три пика, соответствующих пиковым скоростям миокарда во время систолы (s ′, обозначающих сокращение миокарда), раннюю диастолу (e ′, обозначающую расслабление миокарда) и позднюю диастолу (а′, обозначающую активное сокращение предсердия) (Рис. 1). Кроме того, могут быть идентифицированы изоволюметрические пики сокращения и расслабления. Нормальные значения TDI импульсной волны для s ′, e ′ и a ′ можно найти в литературе. Количественные измерения TDI могут быть использованы для характеристики глобальной и региональной функции миокарда и могут обеспечить прогностические маркеры для ряда сердечных заболеваний, включая ишемическую болезнь сердца, сердечную недостаточность и болезни клапанов сердца.
Рисунок 1: Цветные допплеровские кривые отображаются слева после обработки изображения. a ′ = поздняя диастолическая скорость и s ′ = систолическая скорость; пик после s ′ и перед e ′ соответствует пику в фазе изоволюмической релаксации, а пик после a ′ и перед s ′ соответствует пику в фазе изоволюмического сокращения).
Ограничения
При использовании импульсного TDI только один объем выборки может быть обработан за один раз, что делает процедуру трудоемкой. Хотя цветовое кодирование TDI быстрее, поскольку позволяет сравнивать несколько сегментов миокарда одновременно, он требует постобработки для компенсации изменений угла и гораздо более подвержен угловым ошибкам. Скорости TDI, полученные при углах, превышающих 20 ° (т.е. угол падения, превышающий 20 °), не являются надежными.
Оценка деформации миокарда
Оценка деформации миокарда – это метод ультразвукового исследования сердца для оценки деформации миокарда или дробного изменения длины сегмента миокарда. За последние несколько десятилетий интересы в оценке параметров, в частности деформации и эластичности, связанных с деформацией миокарда, развивались от методов, использующих имплантированные маркеры сердца, до методов оценки деформации на основе неинвазивной визуализации с использованием магнитно-резонансной томографии (МРТ), компьютерной томографии (КТ) или УЗИ. Интерес к визуализации деформаций проистекает из способности понимать региональную и глобальную сердечную механику и оценивать раннюю субклиническую дисфункцию ЛЖ, которая не может быть адекватно описана более стандартными параметрами, такими как фракция выброса ЛЖ. Деформация миокарда является результатом сокращения и расслабления волокон сердечной мышцы в продольном, окружном и радиальном направлениях в течение сердечного цикла. Поэтому измерения деформаций миокарда, как правило, производятся вдоль этих трех осей, что приводит к продольной деформации, окружной деформации и радиальной деформации относительно определенного момента в сердечном цикле. В отличие от скорости миокарда, деформация менее подвержена влиянию соседних областей и условиям нагрузки. Для оценки напряжения, связанного с деформациями миокарда, используются две ультразвуковые методики: TDI, как обсуждалось в предыдущем разделе, и эхокардиография с отслеживанием спеклов (STE Speckle Tracking Echo).
Speckle Tracking Echo
Позволяет оценить смещение области интереса и, следовательно, предоставить оценку деформации и ее скорости (Рис. 2). Этот метод, однако, ограничен возможностью движения спекл через плоскость и поэтому является наиболее надежным для продольной и окружной (а не радиальной) деформации. Проблема перемещения в плоскости может быть преодолена с помощью 3D STE, которая позволяет одновременно измерять глобальные и региональные продольные, круговые и радиальные деформации. Как 2D, так и 3D STE, однако, требуют такого качества изображения, чтобы морфологические детали миокарда можно было отслеживать от одного кадра к другому. Наконец, 3D STE иногда ограничивается не оптимальным временным и пространственным разрешением, но усовершенствования в технологиях ультразвукового датчика и формирования луча продолжаются для преодоления этих проблем.
Рисунок 2: Продольная деформация с помощью 2D эхокардиографии с отслеживанием спеклов показана на верхушечной четырехкамерной проекции слева вверху. Карта «яблочко», показывающая индивидуальные значения продольной деформации для всех сегментов миокарда с наложением цвета и глобальной продольной деформацией, показана в правом верхнем углу. Кривые продольной деформации для желудочковых сегментов в 4D виде показаны внизу.
ПРАВИЛЬНО ЛИ ВЫ УХАЖИВАЕТЕ ЗА УЗ-АППАРАТОМ?
Скачайте руководство по уходу прямо сейчас
Контрастная эхокардиография
Хотя эхокардиография является наиболее часто используемым методом визуализации для оценки структуры и функции сердца, приблизительно 20% этих исследований могут быть неоптимальными. Субоптимальное качество изображения послужило катализатором для разработки коммерческих контрастных ультразвуковых агентов на основе микропузырьков, которые способствуют улучшению взаимодействия тканей с кровью. Коммерческие контрастные агенты были специально сконструированы таким образом, чтобы микропузырьки были достаточно маленькими (
По сравнению с мышцами, жидкость, такая как кровь, обычно выглядит безэховой (то есть черной) на ультразвуковом изображении, поскольку эритроциты не рассеивают ультразвуковые импульсы так сильно, как ткань. Однако, когда ультразвук взаимодействует с микропузырьками, он заставляет их колебаться (то есть сжиматься и расширяться), тем самым увеличивая обратное рассеяние ультразвукового луча. Обратное рассеяние усиливает эхогенность области, заполненной кровью, что облегчает визуализацию таких целей, как стенки ЛЖ (Рис. 3). Окрашивание ЛЖ дает возможность более точной количественной оценки размера ЛЖ и систолической функции путем оценки объемов камеры и ФВ. Измерения объема с 2D и 3D КЭ умеренно согласуются с МРТ. Надежность измерений функции ЛЖ особенно важна для людей, нуждающихся в серийном тестировании, таких как те, кто получает кардиотоксическую химиотерапию.
Рисунок 3: Границы эндокарда плохо визуализируются без контраста (вверху слева). Контрастные микропузырьки помутняют левый желудочек, улучшая очертания границ эндокарда (вверху справа). Папиллярная мышца (белая стрелка), нормальная внутрисердечная структура, очерчена контрастом. Контраст обеспечивает четкую визуализацию апикального тромба (стрелка; внизу слева) и апикальной опухоли (внизу справа). Наличие сосудистого канала и усиление контрастом помогают дифференцировать апикальную опухоль от апикального тромба.
3D эхокардиография
Трехмерная (3D) эхокардиография представляет собой значительный прогресс в области ультразвукового исследования сердца и стала признанным инструментом для оценки структуры и функции сердца. «Трехмерная эхокардиография в реальном времени» (в которой датчик остается неподвижным) стала возможной в начале 1990-х годов с разработкой датчиков с матрицей (которые содержат до 3000 пьезоэлементов) и развитием технологии параллельной обработки. В то время как трехмерная эхокардиография ограничена более низким пространственным и временным разрешением по сравнению с двухмерной эхокардиографией и специфичными для 3D артефактами, этот метод позволяет рассматривать структуры и патологию сердца с уникальных, «похожих на жизнь» перспектив, которые в противном случае были бы невозможны.
Методы трехмерной эхокардиографии
В современных системах трехмерной эхокардиографии в реальном времени пирамидальный или объемный набор данных получают с использованием трансторакального или трансэзофагеального датчика с поддержкой 3D. Размер объема обозначается боковой (азимут) и высотной плоскостями и глубиной сбора. Сюда входят различные режимы:
Трехмерная эхокардиография также может быть интегрирована с цветным допплером во всех трех режимах. Из-за уменьшенного временного разрешения 3D-изображений с увеличением размера объема и / или добавлением цветного допплера, временное разрешение может быть улучшено (> 30 Гц) с помощью электрокардиографического режима «multi-beat», при котором несколько субобъемов из нескольких сердечных циклов объединяются, чтобы создать единый объемный набор данных.
Трехмерные изображения эхокардиографии могут отображаться в нескольких форматах после получения изображения (Рис. 4). Наиболее часто используемый метод отображения – это «рендеринг объема», при котором отдельные воксели улучшаются, чтобы создать восприятие глубины для зрителя. Эти изображения могут быть обрезаны и ориентированы в представления, которые лучше всего показывают область интереса и их пространственное отношение к окружающим структурам. «Многоплоскостная реконструкция» – это метод томографической визуализации, при котором из двумерного набора данных одновременно визуализируются несколько 2D-видов (сагиттальная, корональная и поперечная плоскости). Наконец, «рендеринг поверхности» – это сгенерированное компьютером твердотельное или каркасное изображение поверхности трехмерной структуры, которое обычно создается с помощью ручного или полуавтоматического отслеживания структуры, такой как митральный клапан.
Рисунок 4: Панель a (вверху): объемная визуализация, показывающая провод в левом желудочке во время транскатетерной замены аортального клапана (слева); рендеринг поверхности каркаса, наложенный на многоплоскостные двухмерные изображения левого желудочка (посередине); и визуализация цвета левого желудочка с цветовой кодировкой, где каждый цвет представляет отдельный желудочковый сегмент (справа). Панель b (внизу): объемная визуализация митрального клапана, изображающая выпадение митрального клапана в задней части (слева); визуализация поверхности митрального клапана с градациями цвета, представляющими степень выпадения относительно кольцевой плоскости (посередине); и объемная визуализация с цветным допплером, изображающая тяжелую митральную регургитацию из-за пролапса митрального клапана (справа).
Заключение
С учетом достижений, суммированных в вышеприведенном обзоре, связанных с тканевой допплерографией, деформационной визуализацией, контрастной эхокардиографией, трехмерной эхокардиографией, ультразвуковая визуализация быстро меняет область визуализации сердца. Преимущества, предлагаемые ультразвуковой визуализацией в сочетании с шагами по стандартизации ультразвуковых маркеров, будут играть важную роль в решении вопросов здравоохранения, связанных с сердечно-сосудистыми заболеваниями.