استخدام تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد في التخطيط الجراحي للصمام التاجي في أمراض القلب للأطفال

Summary

ينتج عن تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد للصمام التاجي في أمراض القلب للأطفال عمليات إعادة بناء تشريحية كاملة تساهم في تحسين الإدارة الجراحية. هنا ، نحدد بروتوكولا لاكتساب الصمام التاجي ثلاثي الأبعاد والمعالجة اللاحقة للصمام التاجي في أمراض القلب للأطفال.

Abstract

مرض الصمام التاجي في أمراض القلب لدى الأطفال معقد ويمكن أن ينطوي على مزيج من تشوهات العضلات الحلقية والنشرية والأوتار الحبلية والتشوهات العضلية الحليمة. يظل تخطيط صدى القلب ثنائي الأبعاد عبر الصدر (2DE) هو تقنية التصوير التشخيصي الأساسية المستخدمة في التخطيط الجراحي للأطفال. ومع ذلك ، بالنظر إلى أن الصمام التاجي عبارة عن هيكل ثلاثي الأبعاد (3D) ، فإن إضافة تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد (3DE) لتحديد آليات التضيق و / أو القلس بشكل أفضل أمر مفيد. تحسنت تقنية 3DE عبر الصدر مع التقدم في تكنولوجيا المسبار والماسحات الضوئية بالموجات فوق الصوتية ، مما ينتج صورا بدقة مكانية جيدة ودقة زمنية مناسبة. على وجه التحديد ، توفر إضافة محولات الطاقة ثلاثية الأبعاد للأطفال بترددات أعلى وبصمة أصغر تصويرا أفضل بتقنية 3DE عند الأطفال. تسمح الكفاءة المحسنة لاكتساب وتحليل 3DE بدمج التقييم ثلاثي الأبعاد للصمام التاجي بسهولة أكبر من قبل أخصائي الموجات فوق الصوتية وطبيب القلب والجراح في تقييم الصمام التاجي. أصبح هذا التحسين ممكنا أيضا من خلال تحسين برنامج ما بعد المعالجة.

في ورقة الطريقة هذه ، نهدف إلى وصف تقييم 3DE عبر الصدر للصمام التاجي عند الأطفال واستخدامه في التخطيط الجراحي لمرض الصمام التاجي للأطفال. أولا ، يبدأ تقييم 3DE باختيار المسبار الصحيح والحصول على عرض للصمام التاجي. بعد ذلك ، يجب اختيار طريقة الحصول على البيانات المناسبة بناء على المريض الفردي. بعد ذلك ، يعد تحسين مجموعة البيانات أمرا بالغ الأهمية من أجل تحقيق التوازن الصحيح بين الدقة المكانية والزمانية. أثناء المسح المباشر أو بعد الاستحواذ ، يمكن اقتصاص مجموعة البيانات باستخدام أدوات مبتكرة تسمح للمستخدم بالحصول بسرعة على عدد لا حصر له من المستويات المقطوعة أو عمليات إعادة البناء الحجمية. يمكن لطبيب القلب والجراح عرض الصمام التاجي في الوجه; وبالتالي ، إعادة بناء مورفولوجيته بدقة من أجل دعم التخطيط الطبي أو الجراحي. أخيرا ، يتم اقتراح مراجعة لبعض التطبيقات السريرية ، مع عرض أمثلة في إدارة الصمام التاجي للأطفال.

Introduction

جهاز الصمام التاجي عبارة عن هيكل معقد يتكون من حلقة الصمام التاجي والوريقات والأوتار الحبلية والعضلات الحليمية للبطين الأيسر^1،2. يتكون مرض الصمام التاجي لدى الأطفال من مجموعة واسعة من التشوهات المورفولوجية المرتبطة بتشوهات القلب الخلقية والمكتسبة³. يعد وصف مورفولوجيا مرض الصمام التاجي وآلياته الأساسية من المعلمات الرئيسية للتخطيط الجراحي⁴. هذا يتطلب استخدام طرائق تصوير تشخيصية دقيقة. تم إنشاء تخطيط صدى القلب كواحدة من تقنيات التشخيص الأولية المستخدمة في مرض الصمام التاجي لدى الأطفال⁵. على وجه التحديد ، لا يزال تخطيط صدى القلب ثنائي الأبعاد (2D) في مرض الصمام التاجي لدى الأطفال هو أكثر طرق التشخيص استخداما. ومع ذلك ، نظرا لطبيعة التصوير ثنائي الأبعاد ، يجب على أخصائي الموجات فوق الصوتية وطبيب القلب والجراح إعادة بناء هذا الهيكل ثلاثي الأبعاد المعقد عقليا لتحديد الآليات المرضية.

مع القدرة على إنتاج مناظر صحيحة تشريحيا وعدد لا حصر له من الطائرات المقطوعة ، فإن تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد (3D) لديه القدرة على تعزيز تصوير الصمام التاجي. تظهر قيمة تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد في قدرته على توفير معلومات محددة حول الشكل الحلقي والديناميكيات ، وتدلي الإسكالوب المنشوري ومنطقة المنشورات^6،7. في حين أن تخطيط صدى القلب عبر المريء ثلاثي الأبعاد (TEE) قد ثبت أنه الطريقة الأكثر دقة للموجات فوق الصوتية في تحديد أمراض الصمام التاجي^{للبالغين 8} ، فإن تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد عبر الصدر (TTE) أكثر جدوى عند الأطفال بسبب النافذة الصوتية الأفضل. ثبت أن 3D TTE دقيق للغاية في تمييز آفات الصمام التاجي البسيطة مقابل المعقدة والحاجة إلى التدخل الجراحي⁹. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحصول على مجموعة بيانات حجمية ثلاثية الأبعاد يسمح للجراحين وأطباء القلب بالتعاون في مرحلة ما بعد المعالجة ، مما يعزز التخطيط الجراحي.

استمرت تقنية 3D TTE في التحسن مع التقدم في تكنولوجيا المسبار ، وقوة معالجة الموجات فوق الصوتية ، وكفاءات ما بعد المعالجة. يمكن لمجسات المصفوفة ثلاثية الأبعاد الحالية الآن الحصول على مجموعة بيانات أحادية الحجم كاملة الحجم بمعدل حجم يبلغ حوالي 25 مجلدا في الثانية¹⁰. من الممكن زيادة معدل حجم مجموعة البيانات أحادية النبض فوق 25 حجما في الثانية اعتمادا على بائع الموجات فوق الصوتية وتقنية المسبار وتحسين الحجم. ومع ذلك ، إذا تم استخدام طريقة الحجم الكامل المسورة ECG (وحدات التخزين الفرعية) ، فيمكن أن يزيد هذا الرقم عن الضعف ، مما يوفر معدلات الأحجام المطلوبة عند الأطفال. تتطلب معدلات ضربات القلب المرتفعة عند الأطفال مقارنة بالبالغين دقة ثلاثية الأبعاد زمنية أعلى لدقة التشخيص. بالإضافة إلى ذلك ، سمح تطوير تقنية مسبار ثلاثية الأبعاد للأطفال بتردد مسح أعلى ، مما يوفر دقة مكانية أفضل أمر بالغ الأهمية فيما يتعلق بصغر حجم الصمام التاجي وجهازه¹¹. على الرغم من كل هذه التحسينات التكنولوجية ، تمكن البائعون من إنتاج مجسات ذات آثار أقدام تتكيف مع تشريح الأطفال الصغار للحفاظ على نافذة صوتية مثالية. أخيرا ، تسمح ميزات ما بعد المعالجة الجديدة ، مثل أدوات الاقتصاص السريع ، بالمعالجة اللاحقة الفعالة.

في هذه الورقة ، نصف تقنية التقييم ثلاثي الأبعاد TTE للصمام التاجي عند الأطفال ، والتي يمكن تطبيقها على أي نظام موجات فوق صوتية باستخدام تطبيق 3D TTE. بالإضافة إلى ذلك ، ستتم مراجعة المعالجة اللاحقة للبيانات ثلاثية الأبعاد وفائدتها في التخطيط الجراحي. أخيرا ، سنناقش بعض التطبيقات السريرية للتصوير ثلاثي الأبعاد عند الأطفال وتتضمن بعض الأمثلة.

Protocol

يتبع هذا البروتوكول إرشادات لجنة أخلاقيات البحث البشري في مؤسستنا.

ملاحظة: لتنفيذ هذا البروتوكول ، يتم استخدام نظام الموجات فوق الصوتية Vivid E95 أو Philips Epiq 7C من جنرال إلكتريك (GE) أو Philips Epiq 7C. في نظام GE Vivid E95 ، يمكن للمستخدم الاختيار بين 4Vc-D (مسبار للبالغين) أو 6Vc-D (مسبار الأطفال). في Philips Epiq 7C ، يمكن للمستخدم الاختيار بين X5-1 (مسبار للبالغين) أو X7-2 (مسبار الأطفال). انظر الشكل 1.

1. إعداد المريض واختيار المسبار

1. ضع المريض في وضع الاستلقاء الجانبي الأيسر عندما يكون ذلك ممكنا. انظر الشكل 1 ، الخطوة ألف.
2. حدد مسبار المصفوفة ثلاثية الأبعاد المناسب ، للأطفال أو البالغين ، بناء على حجم المريض وجودة نافذة التصوير. في غالبية مرضى الأطفال الذين تقل أعمارهم عن عشر سنوات ، يمكن استخدام مسبار عالي التردد (الأطفال) عند التصوير من نافذة التصوير المجاورة للقص بسبب القرب من الصمام التاجي. فوق سن العاشرة ، يمكن محاولة استخدام مسبار الأطفال ، ولكن مع جودة الصورة الممتازة للأطفال الأكبر سنا ، يكون مسبار البالغين أكثر مثالية. انظر الشكل 1 ، الخطوة ب.
   ملاحظة: إذا كان لدى المستخدم إمكانية الوصول فقط إلى مسبار مصفوفة ثلاثي الأبعاد للبالغين ، لمرضى الأطفال الصغار ، فقم بزيادة تردد المسح للحصول على الدقة المكانية المثلى.

2. تحديد المواقع وتحسين الصورة ثنائية الأبعاد

1. ضع كمية وفيرة من الجل على مسبار المصفوفة ثلاثية الأبعاد المحدد.
   ملاحظة: نافذة التصوير المثلى للتقييم التاجي ثلاثي الأبعاد هي عرض المحور الطويل المنخفض القصي المعدل. من وجهة النظر هذه ، يكون جهاز الصمام التاجي على مقربة من المسبار وتكون وريقات الصمام التاجي متعامدة نسبيا مع شعاع الموجات فوق الصوتية. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر عرض المحور الطويل المنخفض للقص تصورا كاملا لجهاز الصمام التاجي بأكمله. انظر الشكل 1 ، الخطوة جيم.
2. للحصول على عرض المحور الطويل المنخفض المنخفض المعدل ، ضع المسبار على الصدر في عرض تخطيط صدى القلب القياسي ذو المحور الطويل شبه القصي.
   1. حرك المسبار بشكل جانبي على الصدر حتى تصبح وريقات الصمام التاجي أكثر عموديا على شعاع الموجات فوق الصوتية وتكون نافذة التصوير ثنائية الأبعاد مثالية (سيكون هذا الموضع بين النافذة القصية القياسية والنافذة القمية القياسية).
      ملاحظة: إذا لم يكن لدى المريض رؤية عظمية منخفضة معدلة مثالية ، فإن النافذة الظرفية القياسية والنافذة القمية مجتمعة ستسمح بالتصور الكامل لتشريح الصمام التاجي.
   2. قم بتوسيط الصمام التاجي في قطاع الموجات فوق الصوتية عن طريق هز المسبار. يتضمن هز المسبار الحركة في المحور الطويل للمسبار على طول نقطة ثابتة مع تغيير زاوية الرنين بعيدا عن 90 درجة. في التصوير ثلاثي الأبعاد ، قم بتركيز مجال الاهتمام في قطاع الموجات فوق الصوتية للسماح بحجم أضيق وبالتالي دقة زمنية أفضل.

3. 3D طريقة اكتساب الحجم

1. ابدأ بتنشيط الزر 3D على وحدة التحكم بالموجات فوق الصوتية (قد يتم تسميته أيضا 4D من قبل بعض البائعين) للدخول إلى عرض مستوى الصوت الكامل. يجب أن يبدأ عرض مستوى الصوت الكامل كمستوى صوت كامل في الوقت الفعلي.
   ملاحظة: يمكن أيضا استخدام التكبير ثلاثي الأبعاد للحصول على مجموعة بيانات ثلاثية الأبعاد للصمام التاجي ، ولكن مع منطقة اهتمامه المحدودة ، لن يوصى بذلك لأن تضمين الهياكل المحيطة يمكن أن يكون مهما للإدارة الجراحية.
2. إذا كان المريض متعاونا وقادرا على حبس أنفاسه ، فاستخدم اكتساب الحجم الكامل بنظام تخطيط القلب (انظر الشكل 1 ، الخطوة E). اختر عدد المجلدات الفرعية (نبضات القلب) لاستخدامها في الاستحواذ ؛ في معظم أنظمة الموجات فوق الصوتية ، يمكن ضبط عدد الأحجام الفرعية بين 2-6 (انظر الشكل 1 ، الخطوة H). سيؤدي العدد الأكبر من وحدات التخزين الفرعية المستخدمة أثناء الاستحواذ إلى ارتفاع معدل الحجم (زيادة الدقة الزمنية) ولكن يمكن أن يؤدي إلى قطع أثرية تتعلق بالتنفس أو الحركة أثناء تجميع وحدات التخزين الفرعية.
3. إذا كان المريض غير متعاون أو غير قادر على حبس أنفاسه ، فإن اكتساب الحجم الكامل ثلاثي الأبعاد في الوقت الفعلي سيقضي على احتمالية القطع الأثرية "الغرزة" (انظر الشكل 1 ، الخطوة F). ومع ذلك ، فإن الدقة الزمنية المخفضة ليست مثالية عند الأطفال وستتطلب من المستخدم إما التضحية بحجم الحجم (منطقة الاهتمام) أو الدقة المكانية للتعويض (كلاهما تمت مناقشته في الخطوة التالية).

4. 3D تحسين الحجم (انظر الشكل 1 ، الخطوة G)

1. قم بتحسين حجم الحجم الكامل ليشمل جميع حلقات الصمام التاجي والوتر والعضلات الحليمية والصمام الأبهري حيثما أمكن ذلك.
   ملاحظة: من خلال الاستحواذ على مسور ECG ، يمكن الحصول على حجم أكبر من البيانات بسبب الزيادة في معدل الحجم الذي يتم تحقيقه عبر وحدات التخزين الفرعية.
   1. ستكون هناك حاجة إلى حجم أصغر من البيانات للحصول على الوقت الفعلي ، من أجل الحفاظ على معدل إطارات معقول. افعل ذلك عن طريق تضييق مستوى الارتفاع والتصوير في محور قصير شبه قصي للسماح بالتصور الكامل لوريقات الصمام التاجي والحلقة (انظر الشكل 2).
2. تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء ثلاثية الأبعاد (جودة الصور) عن طريق زيادة كثافة خط الموجات فوق الصوتية عندما يكون ذلك ممكنا. ستؤدي الزيادة في كثافة خط الموجات فوق الصوتية إلى انخفاض معدل الحجم. لدى البائعين المختلفين مصطلحات متغيرة لهذه الوظيفة. في نظام الموجات فوق الصوتية GE Vivid E95 ، قم بتحسين كثافة الخط باستخدام مقبض معدل الإطارات . في نظام الموجات فوق الصوتية Epiq 7C من Philips، قم بتحسين كثافة الخط باستخدام زر شاشة اللمس جودة الصورة .
   1. مع اقتناء ECG بوابات ، قم بزيادة كثافة خط الحجم ثلاثي الأبعاد لأن استخدام الأحجام الفرعية سيحافظ على معدل حجم جيد.
   2. من خلال الاستحواذ في الوقت الفعلي ، قم بموازنة كثافة خط الصوت ثلاثي الأبعاد مع معدل حجم مقبول لمعدل ضربات قلب المريض.
3. اضبط إعدادات الكسب ثلاثية الأبعاد أعلى من إعدادات الكسب ثنائي الأبعاد لتقليل التسرب في وريقات الصمام التاجي. يمكن تقليل الكسب أثناء المعالجة اللاحقة لتحسين الصورة التي تم اقتصاصها بشكل أكبر إذا لزم الأمر.

5. تخزين الحصول على الحجم الكامل ثلاثي الأبعاد (انظر الشكل 1 ، الخطوة الأولى)

1. في حالة استخدام مخطط كهربية القلب ، اطلب من المريض أن يحبس أنفاسه ويظل ثابتا. ثم قم بتنشيط عدد الأحجام الفرعية (نبضات القلب) المحددة. انتظر على الأقل عدد النبضات المحددة قبل الضغط على Store (سيؤدي عدد وحدات التخزين الفرعية التي تم تحديدها إلى عملية تخزين أطول)
   1. تأكد من عدم وجود قطع أثرية "غرزة" وأن الصمام التاجي بأكمله مرئي في الحجم ثلاثي الأبعاد قبل تخزين الحجم النهائي.
2. إذا كنت تستخدم الاكتساب في الوقت الفعلي، فقم بتخزين وحدة التخزين النهائية بمجرد اكتمال جميع عمليات التحسين.

6. 3D لون دوبلر الاستحواذ

1. احصل بشكل منفصل على اكتساب وحدة تخزين دوبلر ثلاثية الأبعاد بالألوان عن طريق إضافة دوبلر ملون واتباع الخطوات 3-5 من البروتوكول. قم بتحسين حجم صندوق دوبلر الملون إلى أضيق قدر الإمكان مع تضمين حلقة الصمام التاجي بالكامل. اضبط مقياس سرعة دوبلر الملون بين 60-80 سم / ثانية.
2. استخدم الاستحواذ المسور ECG للحفاظ على معدل حجم مناسب. اتبع الخطوة 5.1 لتخزين حجم دوبلر الملون ثلاثي الأبعاد.
   ملاحظة: إن إضافة دوبلر ملون إلى حجم ثلاثي الأبعاد يقلل بشكل كبير من الدقة الزمنية ، مما يجعل جدواها عند الأطفال صعبة.

7. المعالجة اللاحقة واقتصاص الصمام التاجي

ملاحظة: يمكن إجراء المعالجة اللاحقة واقتصاص الصمام التاجي مباشرة على نظام الموجات فوق الصوتية للحصول على نتائج فورية. ومع ذلك ، هناك أيضا برنامج GE مخصص (EchoPAC) وبرنامج Philips (QLAB) الذي يوفر نفس الوظائف من محطة المراجعة. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر TomTec برنامجا عالميا للمعالجة اللاحقة واقتصاص مجموعات البيانات ثلاثية الأبعاد من كلا البائعين.

1. قم بتحميل الحجم ثلاثي الأبعاد المخزن للصمام التاجي في شاشة متعددة المستويات مكونة من 3 لوحات (مستوى جانبي ثنائي الأبعاد ، ومستوى ارتفاع ثنائي الأبعاد ، وإعادة بناء ثلاثية الأبعاد) وقم بتنشيط أداة الاقتصاص السريعة. تتطلب أداة الاقتصاص السريع نقرتين وتسمح للمستخدم بالاقتصاص في أي طائرة.
   ملاحظة: سيكون لدى الموردين المختلفين مصطلحات متغيرة لأداة الاقتصاص السريع. في نظام الموجات فوق الصوتية GE Vivid E95 ، يتم تسمية أداة الاقتصاص هذه ب "2 Click Crop". في نظام الموجات فوق الصوتية Epiq 7C من Philips ، تم تسمية أداة الاقتصاص هذه ب "Quick Vue".
2. للحصول على منظر وجهي لعرض الصمام التاجي من الأذين الأيسر (وجهة نظر الجراح) اتبع الخطوات التالية (انظر الشكل 3 ، الخطوة E).
   1. من خلال العمل من المستوى الجانبي ثنائي الأبعاد (المحور الطويل المنخفض في هذا البروتوكول) ، ضع المؤشر الأول داخل الأذين الأيسر ، فوق الحلقة التاجية مباشرة. بعد ضبط الموضع الأول ، اسحب المؤشر عبر الصمام التاجي باتجاه الجانب البطيني وقم بمحاذاة خط الاقتصاص الموازي لحلقة الصمام التاجي. ضع المؤشر الثاني داخل البطين الأيسر ، مع التأكد من التقاط وريقات الصمام التاجي داخل خطوط المحاصيل ، وقم بتعيين هذه النقطة (انظر الشكل 3 الخطوة ب).
   2. اتجاه العرض الموصى به للصمام التاجي en الوجه هو الأمامي^{حتى 12}. باستخدام كرة التتبع، قم بتدوير الصمام التاجي ثلاثي الأبعاد لوضع الصمام الأبهري في الجزء العلوي من الشاشة.
3. للحصول على منظر مباشر لعرض الصمام التاجي من البطين الأيسر ، ما عليك سوى قلب الصورة التي تم اقتصاصها للخطوة السابقة 180 درجة (في بعض أنظمة البائعين توجد وظيفة اقتصاص قابلة للطي تحقق ذلك بسرعة) (انظر الشكل 3 ، الخطوة F).
   1. قم بقص حجم دوبلر ثلاثي الأبعاد الملون للصمام التاجي في نفس اتجاه الخطوة 7.3.
4. احصل على عرض لجهاز الصمام التاجي تحت الصمامي بما في ذلك الأوتار الحبلية والعضلات الحليمي.
   1. العمل من المستوى الجانبي ثنائي الأبعاد (المحور الطويل الصغير في هذا البروتوكول) ، ضع المؤشر الأول في منتصف البطين الأيسر. بعد تعيين الموضع الأول ، اسحب المؤشر باتجاه الجدار الخلفي للبطين الأيسر وقم بمحاذاة خطوط الاقتصاص بالتوازي مع المحور الطويل للبطين الأيسر. ضع المؤشر الثاني أسفل الجدار الخلفي واضبط هذه النقطة (انظر الشكل 4).
5. تحسين إعدادات الكسب والضغط ثلاثية الأبعاد.
   1. قم بتحسين إعدادات الكسب ثلاثي الأبعاد إلى أدنى إعداد لها مع الحفاظ على الحد الأدنى من تسرب نشرة الصمام التاجي إلى عدم وجود تسرب لها.
   2. قم بتحسين إعدادات الضغط ثلاثية الأبعاد لتشمل نطاقا أوسع أو أضيق من ظلال الألوان. يمكن أن يؤدي الضغط ثلاثي الأبعاد إلى تحسين إدراك العمق ثلاثي الأبعاد. في نظام Epiq 7 من Philips، يتم ضبط الضغط ثلاثي الأبعاد عن طريق تدوير مقبض الضغط . في نظام GE Vivid E95 ، يتم ضبط الضغط ثلاثي الأبعاد عن طريق تدوير مقبض كسب الوضع النشط .
6. قم بتخزين طرق العرض ثلاثية الأبعاد المحسنة والمقصوصة للصمام التاجي كمشابك حلقة سينمائية منفصلة.

النتائج

سيكون لمجموعة البيانات ثلاثية الأبعاد عالية الجودة للصمام التاجي في تخطيط صدى القلب للأطفال معدل حجم مثالي مناسب لتقييم حركة النشرة والدقة المكانية الممتازة التي تستخدم دقة محورية فائقة. لتقييم نجاح بروتوكولات الاستحواذ ثلاثي الأبعاد ECG ، حدد أولا ما إذا كانت هناك أي ق...

Discussion

بالنسبة للمشغل / أخصائي التصوير بالموجات فوق الصوتية ، غالبا ما يواجه تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد العديد من التحديات. أولا ، بطبيعته ، هناك تباين كبير في حجم المريض ومعدل ضربات القلب والتعاون أثناء فحص تخطيط صدى القلب للأطفال. تجعل هذه المعلمات من الصعب الحصول على بروت...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
4Vc-D probe	General Electric		Ultraspound probe (GE)
6Vc-D probe	General Electric		Ultraspound probe (GE)
Epiq 7C	Philips		Ultrasound system
Vivid E95	General Electric		Ultrasound system
X5-1	Philips		Ultraspound probe (Philips)
X7-2	Philips		Ultraspound probe (Philips)