Продолжая использовать сайт, Вы принимаете нашу политику использования файлов cookie, подробнее

OK

HDlive Silhouette и HDlive Flow – ультразвуковая эмбриология 3D

★ ★ ★ ★ ☆

19.03.2019 "Статьи"


Автор: Ritsuko K. Pooh

Вступление

Достижения ультразвуковых технологий в исследовании плода создали область соноэмбриологии, которая все еще развивается. Независимо от того, насколько прогрессирует молекулярная генетика, и независимо от того, насколько улучшается технология секвенирования, ультразвук является единственной технологией с прямым наблюдением структуры и функции плода с раннего гестационного возраста.

Анатомия и физиология эмбрионального развития – это область, в которой медицина оказывает наибольшее влияние на раннюю беременность в настоящее время, и она открывает захватывающие аспекты эмбриональной дифференциации. 3D / 4D сонография перенесла пренатальную диагностику аномалий плода со второго на первый триместр беременности.

Трехмерные датчики снимают несколько сотен или тысяч двумерных (2D) ультразвуковых изображений по короткой дуге. Другими словами, 3D-изображение – это накопление 2D-изображений. Благодаря современному клинически доступному оборудованию 3D-сонографическое восстановление происходит быстро, с высоким разрешением, что дает ультразвуку возможность получать изображения в режиме реального времени.

Кроме того, 3D-ультразвук позволяет хранить объемные данные и манипулировать ими после того, как пациент покинул комнату для осмотра. Хранение одного тома данных легко и быстро, но сохраненный том позволяет интерпретировать область сканирования в нескольких плоскостях.

Режимы 3D / 4D улучшили свои функции с помощью технологии HDLive, и, кроме того были созданы новые приложения HDlive Silhouette и HDlive Flow.

Дальнейшая эволюция заключалась в захватывающих применениях HDlive Silhouette и HDlive Flow Imaging. Эта статья демонстрирует подробные и всесторонние структурные изображения плода и ангиограммы нормальных и аномальных плодов в первом триместре беременности.

Технология HDlive

Технология HDlive использует регулируемый источник света и программное обеспечение, которое рассчитывает распространение света через поверхностные структуры в зависимости от направления луча.

Виртуальный источник света создает избирательное освещение, и  структуры, в которых отражается свет, создают соответствующие тени.

Эта комбинация света и теней увеличивает восприятие глубины и производит замечательные изображения, которые являются более естественными, чем те, которые получены с классическим трехмерным ультразвуком. Виртуальный источник света может быть размещен на передней, задней или боковых сторонах, где требуется просмотр, пока не будет достигнуто наилучшее изображение.

Большим преимуществом является то, что софт можно применять ко всем изображениям, хранящимся в памяти аппарата. С помощью HDlive как структурные, так и функциональные изменения можно оценить с ранних сроков беременности более объективно и надежно.

Как показано на рисунке 1, HDlive изображение более четко демонстрирует плод, а также внутриматочную структуру, окружающую плод.

Рисунок 2 (A) и (B) – дихорионная двойня, полученные с помощью HDlive. Направление рендеринга (положение «виртуального источника света») на изображении (A) находится спереди, а изображение (B) обрабатывается с положением источника света сзади.

На практике HDlive может использоваться во всех трех триместрах беременности. Подробные структурные аномалии лица, пальцев рук, ног и даже амниотических оболочек в первом триместре могут быть хорошо продемонстрированы с помощью этого метода.


Рисунок 1: Демонстрация различных изображений с использованием одного и того же объемного набора данных 9-недельного плода. (A) Классическая 3D-визуализация 9-недельного плода. (B) Обычный HDlive режим. (C) HDlive Silhouette изображение со сглаживанием поверхности. (D) HDLive Silhouette изображение с демонстрацией как внутренней, так и внешней структуры.


Рисунок 2: Различные HDlive изображения 8-недельных дихорионных близнецов. (A) и (B) HDlive изображения с различными источниками света. (C) HDLive Silhouette изображение с набором данных того же объема.

Технология HDLive Silhouette

Новые технологии HDlive Silhouette и HDlive Flow были выпущены в конце 2014 года. Алгоритм HDlive Silhouette создает градиент на границах органов, заполненных жидкостью полостей и стенок сосудов, где происходит резкое изменение акустического импеданса в тканях.

В режиме HDlive Silhouette внутренняя кистозная структура с жидкостью может быть изображена через структуры внешней поверхности тела, и ее можно соответствующим образом назвать «сквозной». Врач может регулировать процент HDlive Silhouette с помощью контрольного порога и усиления одновременно, для визуализации органов, представляющих интерес.

HDlive Silhouette подчеркивает границы между органами с различной эхогенностью, поэтому одновременно демонстрируются как интересующая мишень, плавающая в пределах жидкостной коррекции, так и кистозная область в эхогенных органах.

В начале эмбрионального периода анатомия центральной нервной системы быстро изменяется. 3D сонография с использованием трансвагинальных датчиков позволяет получать изображения ранних структур в эмбриональном мозге. На рисунке 3 представлена ​​схематическая картина эмбрионального мозга, который состоит из трех частей: передний мозг, средний мозг и задний мозг.


Рисунок 3

Передний мозг включает полушария головного мозга и промежуточный мозг, содержащий таламус, гипоталамус, эпиталамус и субталамус. Средний мозг является самой отдельной частью ствола головного мозга, располагается над мостом и примыкает рострально к таламусу. Задний мозг (ромбэнцефалон) – это задняя часть трех первичных отделов, которая включает в себя мост и мозжечок, и продолговатый мозг.

Трансвагинальный подход в сочетании с высокой частотой 12 МГц с методом гармонической фазовой инверсии может предоставить нам изображения с высоким качеством и высоким разрешением, демонстрирующие детальные эмбриональные структуры, особенно везикулы мозга. Как показано на рисунке 4, внутренняя структура везикул головного мозга нормального эмбриона 19,3 мм хорошо демонстрируется в режиме HDlive Silhouette. На рисунках 5 и 6 показано быстрое изменение развивающихся пузырьков головного мозга на разных стадиях. Аномальные структуры мозга через 10 недель (рис. 7) и 11 недель (рис. 8) детально обнаруживаются в режиме HDlive Silhouette. Особенно на рисунке 8, каждое изображение было от разных близнецов, и сравнение между нормальным близнецом и ненормальным близнецом с холопрозэнцефалией хорошо видно при консультировании родителей.


Рисунок 4: 3D изображения нормального эмбриона. (A) Поверхностное изображение эмбриона с помощью Hdlive. (B) Медиальный срез изображения того же эмбрион. (С) HDlive Silhouette изображения того же эмбриона.


Рисунок 5: Боковой вид раннего развития мозга в режиме HDlive. (А) Эмбрион КТР 19,3 мм. (B) эмбрион КТР 22,3 мм. (C) Плод с КТР 23,9 мм.


Рисунок 6: Фронтальный вид развития мозга в режиме HDlive. (А) Плод с КТР 22,3 мм. (B) Фронтально-косой вид плода с КТР 23,9 мм.


Рисунок 7: Ненормальная полость среднего мозга на 10 неделе беременности. (A) 3D HDlive изображение плода. Обратите внимание на выступающую верхушку головки плода (стрелка) из-за аномального среднего мозга. (B) Средне-сагиттальный разрез мозга. Видно ненормальное появление среднего мозга (наконечники стрел). (C) HDlive Silhouette изображения головы плода. Ненормальный средний мозг (стрелки) изображен между передним и задним мозгом.


Рисунок 8:11-недельный дихорионный близнец с нормальным и аномальным развитием мозга. (A) Близнец A. Нормальная полость мозга. (B) Близнец  B. Аномально расширенные желудочки с аномальной кистой над желудочками.

Толстый срез HDlive Silhouette

Таким образом, HDlive Silhouette демонстрирует комплексную структуру, внутреннюю и внешнюю морфологию одновременно. Однако иногда кажется, что он демонстрирует слишком много внутренних структур, перекрывающих друг друга, чтобы понять их отношения. Автор вырезал объемный набор данных с помощью прямоугольного куба и обработал вырезанный срез  через HDlive Silhouette. Автор называет этот систему ультразвуковой демонстрацией толстого среза объемного набора данных 3D или «толстый срез HDlive Silhouette», показанный на рисунке 9, демонстрирующий дорсальный мешок, связанный с голопрозэнцефалией, на 13 неделе беременности.


Рисунок 9: (A) Поверхностное изображение головы и лица плода. (B) Прозрачное изображение головки плода и внутримозговой структуры. Виден аномально расширенный желудочек с аномальной кистозной структурой. (C) Толстый срез HDlive Silhouette сагиттального среза мозга. Огромная кистозная область, продолжавшая желудочек, была подтверждена как дорсальный мешок, связанный с голопрозэнцефалией.

HDlive Silhouette соноофтальмология

Глазные яблоки двусторонне начинают развиваться в ранней эмбриологической стадии.

Глазное яблоко визуализируется с помощью HDlive Silhouette, как показано на рисунке 10, демонстрируя визуализацию развития глазного яблока между 12 и 13 неделями. В начале 12 недели появляется небольшая кистозная часть, а в середине 12 недели глазное яблоко изображается намного больше, и на 13 неделе могут быть идентифицированы хрусталик и стекловидное тело.


Рисунок 10: Силуэтная визуализация развития глазного яблока от 12 до 13 недель. (А) в начале 12 недели. Появляется небольшая кистозная часть (белый кружок). (Б) в середине 12 недели. Глазное яблоко изображено намного больше. (C) на 13 недели хрусталик и стекловидное тело в глазном яблоке.

HDlive Silhouette для визуализации скелета

Использование алгоритмов постобработки, таких как максимальный режим, может быть использовано для демонстрации скелета плода. На рисунке 11 показано HDlive изображение головы плода и HDlive Silhouette, выделяющий лобную, теменную и затылочные кости из того же набора данных объема. Демонстрация скелета в режиме Silhouette показывает задний вид маленького плода в первом триместре с выделением плодных позвонков и ребер, как показано на рисунке 12.


Рисунок 11: Черепные кости 13-недельного плода в режиме HDlive. (A) HD изображение головы плода. Лобная и теменная кости показаны через тонкую кожу. (B) То же изображение с режимом HDlive Silhouette, как слева. Краниальные кости (лобная, теменная и затылочная кости) и лицевые кости вsделены.


Рисунок 12: Позвонки и ребра 12-недельного плода с HDlive Silhouette. (A) HD изображение спины плода. (B) Те же изображения с HDlive Silhouette, как изображение (A). Структура скелета подчеркнута Silhouette.

HDlive Flow сосудистых структур плода

HDlive flow – это недавнее применение трехмерной (3D) ультразвуковой технологии, генерирующей 3D-изображение кровотока и обеспечивающей реалистичную визуализацию тонкой сосудистой структуры. Сочетание HDlive Flow и HDlive Silhouette можно охарактеризовать как «сквозное  исследование» из-за его всеобъемлющей локализации, а также ангиоструктуры плода внутри морфологической структуры.

При использовании передовой технологии HDlive Flow в сочетании с HDlive Silhouette, может быть продемонстрирована внутрикорпоральная гемодинамическая структура плода на ранних стадиях (рис. 13).

Сосудистая гемодинамическая структура с внутренней сонной артерией, передней и средней мозговой артерий хорошо показана на 13 неделе беременности, как показано на рисунке 14.

Внутрисердечная сосудистая структура на 12 неделе беременности также хорошо показана на рисунке 15, демонстрируя динамические потоки в правом и левом отделах сердца. На рисунке 16 показана нормальная интракорпоральная ангиоструктура с помощью трехмерного изображения с двунаправленным силовым допплером на 13 неделе беременности. Пупочные артерии, пупочная вена, венозный проток, нижняя полая вена, нисходящая аорта, а также богатая легочная сосудистая сеть четко продемонстрированы на одном трехмерном реконструированном изображении. Это изображение указывает на наличие богатой легочной сосудистой системы еще до созревания легких в первом триместре.


Рисунок 13: Интракорпоральная гемодинамическая структура по HDlive Silhouette и визуализации кровотока на 8 неделе беременности.


Рисунок 14: Цервикокраниальная сосудистая гемодинамическая структура на 13 неделе беременности. (A) Двунаправленная энергетическая допплерограмма HDlive Flow сосудистой сети головного мозга 12-недельного плода. ACA – передняя мозговая артерия; MCA – средняя мозговая артерия; ВСА – внутренняя сонная артерия. (B) Тот же набор данных ультразвуковой ангиограммы с одноцветной демонстрацией.


Рисунок 15: Нормальная сердечная гемодинамическая визуализация HDlive Silhouette и HDlive Flow в 12 недель беременности. (А) Внутрисердечная ангиоструктура. (B) Пересечение больших артерий.


Рисунок 16: 13 неделя, торакоабдоминальная структура сосудов плода продемонстрирована с помощью визуализации HDlive Flow. Легочные артерии и вены (стрелки).  DV – Ductus Venosus; IVC – нижняя полая вена; Umb. V – пупочная вена; Umb. А – пупочная артерия.

Заключение

Представленные технологии позволяют вывести ультразвуковую оценку состояния плода на новый уровень. То что казалось раньше недоступным, теперь является досягаемым прорывом в медицине.

На нашем сайте вы можете купить УЗИ аппарат для исследований в области акушерства и гинекологии просто выбрав необходимую модель в каталоге. А если у вас остались вопросы, свяжитесь с нашим менеджером и он ответит на них.

Оцените, пожалуйста, статью:

Написать отзыв