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Method Article
Die 3D-Echokardiographie der Mitralklappe in der Kinderkardiologie führt zu vollständigen anatomischen Rekonstruktionen, die zu einer verbesserten chirurgischen Behandlung beitragen. Hier skizzieren wir ein Protokoll für die 3D-Erfassung und Nachbearbeitung der Mitralklappe in der Kinderkardiologie.
Die Mitralklappenerkrankung in der Kinderkardiologie ist komplex und kann eine Kombination aus ringförmigen, Segel-, Chordae tendineae- und papillären Muskelanomalien beinhalten. Die transthorakale zweidimensionale Echokardiographie (2DE) ist nach wie vor das primäre diagnostische Bildgebungsverfahren, das bei der Planung von Kinderoperationen eingesetzt wird. Da es sich bei der Mitralklappe jedoch um eine dreidimensionale (3D) Struktur handelt, ist die Hinzufügung einer 3D-Echokardiographie (3DE) zur besseren Definition der Mechanismen der Stenose und/oder Regurgitation von Vorteil. Die transthorakale 3DE-Technologie hat sich mit den Fortschritten in der Sondentechnologie und den Ultraschallscannern verbessert und erzeugt Bilder mit guter räumlicher Auflösung und angemessener zeitlicher Auflösung. Insbesondere die Hinzufügung von pädiatrischen 3D-Schallköpfen mit höheren Frequenzen und kleinerem Platzbedarf sorgt für eine bessere 3DE-Bildgebung bei Kindern. Die verbesserte Effizienz der 3DE-Erfassung und -Analyse ermöglicht eine einfachere Integration der 3D-Beurteilung der Mitralklappe durch den Sonographen, den Kardiologen und den Chirurgen in die Mitralklappenbeurteilung. Möglich wurde diese Verbesserung auch durch die Optimierung der Nachbearbeitungssoftware.
In diesem Methodenpapier soll die transthorakale 3DE-Beurteilung der Mitralklappe bei Kindern und ihre Verwendung bei der chirurgischen Planung der pädiatrischen Mitralklappenerkrankung beschrieben werden. Zunächst beginnt die 3DE-Beurteilung mit der Auswahl der richtigen Sonde und dem Blick auf die Mitralklappe. Dann sollte die geeignete Datenerfassungsmethode basierend auf dem einzelnen Patienten ausgewählt werden. Als nächstes ist die Optimierung des Datensatzes entscheidend, um die räumliche und zeitliche Auflösung richtig auszubalancieren. Während des Live-Scannens oder nach der Erfassung kann der Datensatz mit innovativen Werkzeugen zugeschnitten werden, die es dem Benutzer ermöglichen, schnell eine unendliche Anzahl von Schnittebenen oder volumetrischen Rekonstruktionen zu erhalten. Der Kardiologe und der Chirurg können die Mitralklappe im Gesicht betrachten; Auf diese Weise kann seine Morphologie genau rekonstruiert werden, um die medizinische oder chirurgische Planung zu unterstützen. Abschließend wird ein Überblick über einige klinische Anwendungen vorgeschlagen, wobei Beispiele für das pädiatrische Mitralklappenmanagement vorgestellt werden.
Der Mitralklappenapparat ist eine komplexe Struktur, die aus dem Mitralklappenring, den Segeln, den Chordae tendineae und den linksventrikulären Papillarmuskelnbesteht 1,2. Die pädiatrische Mitralklappenerkrankung besteht aus einer Vielzahl morphologischer Anomalien, die mit angeborenen und erworbenen Herzanomalien einhergehen3. Die Beschreibung der Morphologie der Mitralklappenerkrankung und die ihr zugrundeliegenden Mechanismen sind wichtige Parameter für die Operationsplanung4. Dies erfordert den Einsatz präziser diagnostischer Bildgebungsmodalitäten. Die Echokardiographie hat sich als eine der primären diagnostischen Techniken bei der pädiatrischen Mitralklappenerkrankung etabliert5. Insbesondere die zweidimensionale (2D) Echokardiographie bei pädiatrischen Mitralklappenerkrankungen ist nach wie vor die am weitesten verbreitete diagnostische Methode. Aufgrund der Natur der 2D-Bildgebung müssen der Sonograph, der Kardiologe und der Chirurg diese komplexe 3D-Struktur jedoch gedanklich rekonstruieren, um die pathologischen Mechanismen zu bestimmen.
Mit der Fähigkeit, anatomisch korrekte Ansichten und eine unendliche Anzahl von Schnittebenen zu erzeugen, hat die dreidimensionale (3D) Echokardiographie die Möglichkeit, die Mitralklappenbildgebung zu verbessern. Der Wert der 3D-Echokardiographie zeigt sich in ihrer Fähigkeit, spezifische Informationen über die Form und Dynamik des Rings, den Jakobsmuschelprolaps und die Zone der Segelkoaptation zu liefern 6,7. Während sich die transösophageale 3D-Echokardiographie (TEE) als die genaueste Ultraschallmethode zur Identifizierung der Mitralklappenpathologie bei Erwachsenen erwiesenhat 8, ist die transthorakale 3D-Echokardiographie (TTE) bei Kindern aufgrund eines besseren akustischen Fensters besser durchführbar. Die 3D-TTE hat sich bei der Unterscheidung einfacher und komplexer Mitralklappenläsionen und der Notwendigkeit eines chirurgischen Eingriffs als sehr genau erwiesen9. Darüber hinaus ermöglicht die Erfassung eines volumetrischen 3D-Datensatzes Chirurgen und Kardiologen die Zusammenarbeit bei der Nachbearbeitung, was die Operationsplanung weiter verbessert.
Die 3D-TTE-Technologie hat sich mit Fortschritten in der Sondentechnologie, der Ultraschallverarbeitungsleistung und der Nachbearbeitungseffizienz weiter verbessert. Die aktuellen 3D-Matrixsonden können nun einen vollständigen Volumen-Single-Beat-Datensatz mit einer Volumenrate von ca. 25 Volumina pro Sekundeerfassen 10. Es ist möglich, die Volumenrate eines Single-Beat-Datensatzes je nach Ultraschallhersteller, Sondentechnologie und Volumenoptimierung weiter auf über 25 Volumina pro Sekunde zu erhöhen. Wenn jedoch die EKG-gesteuerte (Subvolumen) Vollvolumenmethode verwendet wird, kann sich diese Zahl mehr als verdoppeln, was zu Volumenraten führt, die bei Kindern benötigt werden. Die höheren Herzfrequenzen bei Kindern im Vergleich zu Erwachsenen erfordern eine höhere zeitliche 3D-Auflösung für die diagnostische Genauigkeit. Darüber hinaus ermöglichte die Entwicklung einer spezifischen pädiatrischen 3D-Sondentechnologie eine höhere Abtastfrequenz, die eine bessere räumliche Auflösung ermöglichte, was angesichts der geringen Größe der Mitralklappe und ihrer Vorrichtung entscheidend ist11. Trotz all dieser technologischen Verbesserungen ist es den Anbietern gelungen, Sonden mit Fußabdrücken herzustellen, die an die Anatomie von Kleinkindern angepasst sind, um ein optimales akustisches Fenster zu gewährleisten. Schließlich ermöglichen neue Nachbearbeitungsfunktionen, wie z. B. ein schnelles Zuschneidewerkzeug, eine effiziente Nachbearbeitung.
In dieser Arbeit beschreiben wir die Technik zur 3D-TTE-Beurteilung der Mitralklappe bei Kindern, die auf jedes Ultraschallsystem mit 3D-TTE-Anwendung angewendet werden kann. Darüber hinaus wird die Nachbearbeitung der 3D-Daten und deren Nutzen für die Operationsplanung überprüft. Abschließend werden wir einige klinische Anwendungen der 3D-Bildgebung bei Kindern diskutieren und einige Beispiele einbeziehen.
Dieses Protokoll folgt den Richtlinien der Ethikkommission für die Humanforschung unserer Institution.
HINWEIS: Für die Implementierung dieses Protokolls wird ein General Electric (GE) Vivid E95 oder Philips Epiq 7C Ultraschallsystem verwendet. Beim GE Vivid E95-System hat der Benutzer die Wahl zwischen der 4Vc-D (Sonde für Erwachsene) oder 6Vc-D (Sonde für Kinder). Beim Philips Epiq 7C hat der Benutzer die Wahl zwischen der X5-1 (Sonde für Erwachsene) oder X7-2 (Sonde für Kinder). Siehe Abbildung 1.
1. Einrichtung des Patienten und Auswahl der Sonde
2. Sondenpositionierung und 2D-Bildoptimierung
3. 3D Methode zur Volumenerfassung
4. 3D Volumenoptimierung (siehe Abbildung 1, Schritt G)
5. Speichern der 3D-Volumenerfassung (siehe Abbildung 1, Schritt I)
6. 3D Farbdoppler-Erfassung
7. Nachbearbeitung und Zuschneiden der Mitralklappe
HINWEIS: Die Nachbearbeitung und das Zuschneiden der Mitralklappe können direkt am Ultraschallgerät durchgeführt werden, um sofortige Ergebnisse zu erzielen. Es gibt jedoch auch dedizierte GE-Software (EchoPAC) und Philips-Software (QLAB), die die gleichen Funktionen von einer Prüfstation aus bieten. Darüber hinaus bietet TomTec eine universelle Software für die Nachbearbeitung und das Zuschneiden von 3D-Datensätzen beider Hersteller.
Ein qualitativ hochwertiger 3D-Datensatz der Mitralklappe in der pädiatrischen Echokardiographie hat eine optimale Volumenrate, die für die Beurteilung der Segelbewegung geeignet ist, und eine hervorragende räumliche Auflösung, die eine überlegene axiale Auflösung verwendet. Um den Erfolg der Protokolle der 3D-EKG-gesteuerten Erfassung zu beurteilen, bestimmen Sie zunächst, ob ein signifikantes "Stich"-Artefakt vorhanden ist. Wenn kein Artefakt vorhanden ist und die Erfassung mit ...
Für den Operateur/Sonographen ist die 3D-Echokardiographie oft mit mehreren Herausforderungen verbunden. Erstens gibt es naturgemäß erhebliche Unterschiede in der Patientengröße, der Herzfrequenz und der Zusammenarbeit während einer pädiatrischen Echokardiographie-Untersuchung. Diese Parameter machen es schwierig, 3D-spezifische Protokolle zu haben, und machen daher den 3D-Erfassungsoperator abhängig. Oft konzentriert sich die Ausbildung von Sonographen in erster Linie auf die 2D...
Kein Interessenkonflikt
Nichts.
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) |
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