Pediatrik Kardiyolojide Mitral Kapağın Cerrahi Planlamasında 3 Boyutlu Ekokardiyografi Kullanımı

Özet

Pediatrik kardiyolojide mitral kapağın 3D ekokardiyografisi, daha iyi cerrahi yönetime katkıda bulunan tam anatomik rekonstrüksiyonlar üretir. Burada, pediatrik kardiyolojide mitral kapağın 3D edinimi ve işlenmesi için bir protokol özetliyoruz.

Özet

Pediatrik kardiyolojide mitral kapak hastalığı karmaşıktır ve anülüler, yaprakçık, korda, tendineae ve papiller kas anormalliklerinin bir kombinasyonunu içerebilir. Transtorasik iki boyutlu ekokardiyografi (2DE), pediatrik cerrahi planlamada kullanılan birincil tanısal görüntüleme tekniği olmaya devam etmektedir. Bununla birlikte, mitral kapağın üç boyutlu (3D) bir yapı olduğu göz önüne alındığında, stenoz ve/veya yetmezlik mekanizmalarını daha iyi tanımlamak için 3D ekokardiyografi (3DE) eklenmesi avantajlıdır. Transtorasik 3DE teknolojisi, prob teknolojisi ve ultrason tarayıcılarındaki gelişmelerle gelişti ve iyi uzamsal çözünürlüğe ve yeterli zamansal çözünürlüğe sahip görüntüler üretti. Spesifik olarak, daha yüksek frekanslara ve daha küçük bir ayak izine sahip pediatrik 3D dönüştürücülerin eklenmesi, çocuklarda daha iyi 3DE görüntüleme sağlar. 3DE edinimi ve analizinin geliştirilmiş verimliliği, mitral kapağın 3D değerlendirmesinin sonografi uzmanı, kardiyolog ve cerrah tarafından mitral kapak değerlendirmesine daha kolay entegre edilmesini sağlar. Bu iyileştirme, işlem sonrası yazılım optimizasyonu ile de mümkün olmuştur.

Bu yöntem yazısında, pediatrik mitral kapak hastalığının çocuklarda mitral kapağın transtorasik 3DE değerlendirmesini ve cerrahi planlamada kullanımını tanımlamayı amaçladık. İlk olarak, 3DE değerlendirmesi doğru probu seçerek ve mitral kapağın bir görünümünü elde ederek başlar. Daha sonra, bireysel hastaya göre uygun veri toplama yöntemi seçilmelidir. Daha sonra, uzamsal ve zamansal çözünürlüğü uygun şekilde dengelemek için veri setinin optimizasyonu kritik öneme sahiptir. Canlı tarama sırasında veya edinimi takiben, veri seti, kullanıcının hızlı bir şekilde sonsuz sayıda kesme düzlemi veya hacimsel rekonstrüksiyon elde etmesine olanak tanıyan yenilikçi araçlar kullanılarak kırpılabilir. Kardiyolog ve cerrah mitral kapağı en yüze görebilir; Böylece, tıbbi veya cerrahi planlamayı desteklemek için morfolojisini doğru bir şekilde yeniden yapılandırmak. Son olarak, pediatrik mitral kapak yönetimlerinde örnekler gösteren bazı klinik uygulamaların gözden geçirilmesi önerilmektedir.

Giriş

Mitral kapak aparatı, mitral kapak anulusu, yaprakçıklar, korda tendineae ve sol ventrikül papiller kaslarından^oluşan karmaşık bir yapıdır ^1,2. Pediatrik mitral kapak hastalığı, konjenital ve edinsel kalp anomalileri ile ilişkili geniş bir morfolojik anormallikler yelpazesinden oluşur³. Mitral kapak hastalığının morfolojisinin ve altta yatan mekanizmaların tanımlanması cerrahi planlama için anahtar parametrelerdir⁴. Bu, doğru tanısal görüntüleme yöntemlerinin kullanılmasını gerektirir. Ekokardiyografi, pediatrik mitral kapak hastalığında kullanılan birincil tanı tekniklerinden biri olarak kabul edilmiştir⁵. Spesifik olarak, pediatrik mitral kapak hastalığında iki boyutlu (2D) ekokardiyografi en yaygın kullanılan tanı yöntemi olmaya devam etmektedir. Bununla birlikte, 2D görüntülemenin doğası gereği, sonografi uzmanı, kardiyolog ve cerrah, patolojik mekanizmaları belirlemek için bu karmaşık 3D yapıyı zihinsel olarak yeniden yapılandırmalıdır.

Üç boyutlu (3D) ekokardiyografi, anatomik olarak doğru görünümler ve sonsuz sayıda kesme düzlemi üretme yeteneği ile mitral kapak görüntülemesini geliştirme yeteneğine sahiptir. 3D ekokardiyografinin değeri, halka şekli ve dinamikleri, yaprakçık tarak prolapsusu ve yaprakçık koaptasyon bölgesi ^6,7 hakkında spesifik bilgi sağlama yeteneğinde gösterilmiştir. 3D transözofageal ekokardiyografinin (TEE) erişkin mitral kapak patolojisini tanımlamada en doğru ultrason yöntemi olduğu gösterilmiş olsa^{da 8}, 3D transtorasik ekokardiyografi (TTE) daha iyi bir akustik pencere nedeniyle çocuklarda daha uygulanabilirdir. 3D TTE'nin basit ve karmaşık mitral kapak lezyonlarını ve cerrahi müdahale ihtiyacını ayırt etmede son derece doğru olduğu kanıtlanmıştır⁹. Ek olarak, bir 3D hacimsel veri seti edinmek, cerrahların ve kardiyologların işlem sonrası işbirliği yapmasına olanak tanıyarak cerrahi planlamayı daha da geliştirir.

3D TTE teknolojisi, prob teknolojisi, ultrason işleme gücü ve işlem sonrası verimlilikteki ilerlemelerle gelişmeye devam etti. Mevcut 3D matris probları artık saniyede yaklaşık 25 hacimlik bir hacim hızında tam hacimli tek vuruşlu bir veri seti elde edebilir¹⁰. Ultrason satıcısına, prob teknolojisine ve hacim optimizasyonuna bağlı olarak tek vuruşlu bir veri setinin hacim hızını saniyede 25 hacmin üzerine çıkarmak mümkündür. Bununla birlikte, EKG kapılı (alt hacimler) tam hacim yöntemi kullanılırsa, bu sayı iki katından fazla olabilir ve çocuklarda ihtiyaç duyulan hacim oranlarını sağlar. Çocuklarda yetişkinlere kıyasla daha yüksek kalp atış hızları, tanısal doğruluk için daha yüksek zamansal 3D çözünürlük gerektirir. Ek olarak, spesifik pediatrik 3D prob teknolojisinin geliştirilmesi, mitral kapağın ve aparatının¹¹ küçük boyutu ile ilgili olarak çok önemli olan daha iyi uzamsal çözünürlük sağlayarak daha yüksek bir tarama frekansına izin verdi. Tüm bu teknolojik gelişmelere rağmen, satıcılar en uygun akustik pencereyi korumak için küçük çocukların anatomisine uyarlanmış ayak izlerine sahip problar üretmeyi başardılar. Son olarak, hızlı kırpma araçları gibi yeni son işleme özellikleri, verimli son işlemeye olanak tanır.

Bu yazıda, 3D TTE uygulaması ile herhangi bir ultrason sistemine uygulanabilen, çocuklarda mitral kapağın 3D TTE değerlendirilmesi için kullanılan tekniği anlatıyoruz. Ek olarak, 3D verilerin işlenmesi sonrası gözden geçirilecek ve cerrahi planlamadaki faydası gözden geçirilecektir. Son olarak, çocuklarda 3D görüntülemenin bazı klinik uygulamalarını tartışacağız ve bazı örneklere yer vereceğiz.

Protokol

Bu protokol, kurumumuzun insan araştırmaları etik komitesinin yönergelerini takip eder.

NOT: Bu protokolün uygulanması için General Electric (GE) Vivid E95 veya Philips Epiq 7C ultrason sistemi kullanılmaktadır. GE Vivid E95 sisteminde, kullanıcının 4Vc-D (yetişkin sondası) veya 6Vc-D (pediatrik sonda) arasında seçim yapması gerekir. Philips Epiq 7C'de kullanıcı, X5-1 (yetişkin probu) veya X7-2 (pediatrik prob) arasında seçim yapabilir. Şekil 1'e bakın.

1. Hasta kurulumu ve prob seçimi

1. Mümkünse hastayı sol lateral dekübit pozisyonuna getirin. Şekil 1, adım A'ya bakın.
2. Hasta boyutuna ve görüntüleme penceresi kalitesine göre pediatrik veya yetişkin için uygun 3D matris probunu seçin. On yaşın altındaki pediatrik hastaların çoğunda, mitral kapağın yakınlığı nedeniyle parasternal görüntüleme penceresinden görüntüleme yapılırken yüksek frekanslı (pediatrik) bir prob kullanılabilir. On yaşın üzerinde pediatrik prob kullanımı denenebilir, ancak daha büyük çocuklarda mükemmel görüntü kalitesi ile yetişkin probu daha idealdir. Şekil 1, adım B'ye bakın.
   NOT: Kullanıcının yalnızca yetişkin bir 3D matris probuna erişimi varsa, daha küçük pediatrik hastalar için optimum uzamsal çözünürlük için tarama frekansını artırın.

2. Prob konumlandırma ve 2D görüntü optimizasyonu

1. Seçilen 3D matris probuna bol miktarda jel uygulayın.
   NOT: 3D mitral değerlendirme için en uygun görüntüleme penceresi, modifiye edilmiş düşük parasternal uzun eksen görünümüdür. Bu görünümden, mitral kapak aparatı proba yakındır ve mitral kapak yaprakçıkları ultrason ışınına nispeten dik olacaktır. Ek olarak, düşük parasternal uzun eksen görünümü, tüm mitral kapak aparatının tam olarak görselleştirilmesini sağlar. Şekil 1, adım C'ye bakın.
2. Değiştirilmiş bir düşük parasternal uzun eksen görünümü elde etmek için, probu standart bir parasternal uzun eksenli ekokardiyografi görünümünde göğsün üzerine yerleştirin.
   1. Mitral kapak yaprakçıkları ultrason ışınına daha dik olana ve 2D görüntüleme penceresi optimal olana kadar probu göğsün üzerinde yanal olarak kaydırın (bu pozisyon standart parasternal pencere ile standart apikal pencere arasında olacaktır).
      NOT: Hastanın optimal modifiye edilmiş düşük parasternal görünümü yoksa, standart bir parasternal pencere ve apikal pencere kombinasyon halinde mitral kapak anatomisinin tam olarak görüntülenmesine izin verecektir.
   2. Probu sallayarak mitral kapağı ultrason sektöründe ortalayın. Probun sallanması, sonlanma açısını 90 dereceden uzaklaştırırken probun uzun ekseninde sabit bir nokta boyunca hareket etmeyi içerir. 3D görüntülemede, daha dar bir hacim ve dolayısıyla daha iyi zamansal çözünürlük sağlamak için ultrason sektöründeki ilgi alanını merkezleyin.

3. 3D Hacim edinme yöntemi

1. Tam ses seviyesi ekranına girmek için ultrason konsolundaki 3D düğmesini (bazı satıcılar tarafından 4D olarak da etiketlenebilir) etkinleştirerek başlayın. Tam ses seviyesi ekranı, gerçek zamanlı tam ses seviyesi olarak başlamalıdır.
   NOT: 3D Zoom, mitral kapağın 3D veri setini elde etmek için de kullanılabilir, ancak sınırlı ilgi alanı ile tavsiye edilmez, çünkü çevredeki yapıların dahil edilmesi cerrahi tedavi için önemli olabilir.
2. Hasta işbirlikçi ise ve nefesini tutabiliyorsa, EKG kapılı tam hacim alımını kullanın (bkz. Şekil 1, adım E). Alım için kullanılacak alt birimlerin (kalp atışları) sayısını seçin; Çoğu ultrason sisteminde alt hacimlerin sayısı 2-6 arasında ayarlanabilir (bkz. Şekil 1, adım H). Edinim sırasında kullanılan daha yüksek sayıda alt hacim, daha yüksek bir hacim oranına (artan zamansal çözünürlük) neden olur, ancak alt hacimler bir araya getirilirken nefes alma veya hareketle ilgili dikiş artefaktlarına neden olabilir.
3. Hasta işbirlikçi değilse veya nefesini tutamıyorsa, gerçek zamanlı 3D tam hacim alımı, "dikiş" artefaktları potansiyelini ortadan kaldıracaktır (bkz. Şekil 1, adım F). Bununla birlikte, azaltılmış zamansal çözünürlük çocuklar için ideal değildir ve kullanıcının telafi etmek için hacim boyutundan (ilgi alanı) veya uzamsal çözünürlükten (her ikisi de bir sonraki adımda tartışılacaktır) fedakarlık etmesini gerektirecektir.

4. 3D hacmi optimizasyonu (bkz. Şekil 1, adım G)

1. Mümkünse tüm mitral kapak anulusunu, kordaları, papiller kasları ve aort kapağını içerecek şekilde tam hacim boyutunu optimize edin.
   NOT: EKG kapılı edinim ile, alt birimler aracılığıyla elde edilen hacim hızındaki artış nedeniyle daha büyük miktarda veri elde edilebilir.
   1. Makul bir kare hızını korumak için gerçek zamanlı alım için daha küçük bir veri hacmi gerekecektir. Bunu, mitral kapak broşürlerinin ve anulusun tam olarak görüntülenmesine izin vermek için yükseklik düzlemini daraltarak ve parasternal kısa bir eksende görüntüleyerek yapın (bkz. Şekil 2).
2. Mümkün olduğunda ultrason hattı yoğunluğunu artırarak 3D sinyal-gürültü oranını (görüntülerin kalitesi) optimize edin. Ultrason hattı yoğunluğundaki bir artış, hacim hızında bir azalmaya neden olacaktır. Farklı satıcıların bu işlev için değişken terminolojisi vardır. GE Vivid E95 ultrason sisteminde, Kare Hızı düğmesini kullanarak çizgi yoğunluğunu optimize edin. Philips Epiq 7C ultrason sisteminde, Görüntü Kalitesi dokunmatik ekran düğmesini kullanarak çizgi yoğunluğunu optimize edin.
   1. EKG kapılı edinim ile, 3D hacim hattı yoğunluğunu artırın, çünkü alt hacimlerin kullanımı iyi bir hacim oranını koruyacaktır.
   2. Gerçek zamanlı alım ile 3D hacim çizgisi yoğunluğunu hastanın kalp atış hızı için kabul edilebilir bir hacim hızıyla dengeleyin.
3. Mitral kapak broşürlerindeki düşmeyi en aza indirmek için 3D kazanç ayarlarını 2D kazanç ayarlarından daha yükseğe ayarlayın. Gerekirse kırpılan görüntüyü daha da optimize etmek için son işlem sırasında kazanç azaltılabilir.

5. 3D tam hacim alımının saklanması (bkz. Şekil 1, adım I)

1. EKG kapılı çekim kullanılıyorsa, hastadan nefesini tutmasını ve hareketsiz kalmasını isteyin. Ardından seçilen alt hacim sayısını (kalp atışları) etkinleştirin. Sakla'ya basmadan önce en az seçilen vuruş sayısını bekleyin (ne kadar çok alt disk bölümü seçilirse, o kadar uzun bir saklama işlemi olur)
   1. Son hacmi saklamadan önce "dikiş" artefaktları olmadığından ve tüm mitral kapağın 3D ciltte göründüğünden emin olun.
2. Gerçek zamanlı alım kullanılıyorsa, tüm optimizasyon tamamlandıktan sonra son hacmi saklayın.

6. 3D renkli Doppler edinimi

1. Ayrı olarak, renkli Doppler ekleyerek ve protokolün 3-5 adımlarını izleyerek bir renkli Doppler 3D hacim elde edin. Tüm mitral kapak halkasını dahil ederken renkli Doppler kutusu boyutunu mümkün olduğunca dar bir şekilde optimize edin. Renkli Doppler hız ölçeğini 60-80 cm/s arasında ayarlayın.
2. Yeterli bir hacim oranını korumak için EKG kapılı edinimi kullanın. 3B renkli Doppler birimini kaydetmek için adım 5.1'i izleyin.
   NOT: Renkli Doppler'in 3D bir cilde eklenmesi, zamansal çözünürlüğü önemli ölçüde azaltır ve çocuklarda uygulanabilirliğini zorlaştırır.

7. Mitral kapağın işlenmesi ve kırpılması

NOT: Mitral kapağın sonradan işlenmesi ve kırpılması, anında sonuç almak için doğrudan ultrason sistemi üzerinde gerçekleştirilebilir. Bununla birlikte, aynı işlevleri bir inceleme istasyonundan sağlayan özel GE yazılımı (EchoPAC) ve Philips yazılımı (QLAB) da vardır. Buna ek olarak, TomTec, her iki satıcıdan da 3B veri kümelerini işlemek ve kırpmak için evrensel bir yazılım sağlar.

1. Mitral kapağın depolanan 3D hacmini 3 panelli çok düzlemli bir ekrana (2D yanal düzlem, 2D yükseklik düzlemi ve 3D rekonstrüksiyon) yükleyin ve hızlı kırpma aracını etkinleştirin. Hızlı kırpma aracı iki tıklama gerektirir ve kullanıcının herhangi bir düzlemde kırpmasına olanak tanır.
   NOT: Farklı satıcılar, hızlı kırpma aracı için değişken terminolojiye sahip olacaktır. GE Vivid E95 ultrason sisteminde, bu kırpma aracı "2 Tıklama Kırpma" olarak etiketlenmiştir. Philips Epiq 7C ultrason sisteminde bu kırpma aracı "Quick Vue" olarak etiketlenmiştir.
2. Mitral kapağın yüz görünümünü elde etmek için view sol atriyumdan (Cerrahın görünümü) aşağıdaki adımları izleyin (bkz. Şekil 3, adım E).
   1. 2D lateral düzlemden (bu protokolde düşük parasternal uzun eksen) çalışarak, ilk imleci sol atriyum içinde, mitral anulusun hemen üzerine yerleştirin. İlk konum ayarlandıktan sonra, imleci mitral kapak boyunca ventriküler tarafa doğru sürükleyin ve kırpma çizgisini mitral kapak halkasına paralel olarak hizalayın. İkinci imleciyi sol ventrikülün içine yerleştirin, mitral kapak yaprakçıklarının kırpma çizgileriniz içinde yakalandığından emin olun ve bu noktayı ayarlayın (bkz. Şekil 3 adım B).
   2. Mitral kapak ve yüz için önerilen ekran yönü ön yukarı^12'dir. Hareket topunu kullanarak, aort kapağını ekranın üst kısmına yerleştirmek için 3D mitral kapağı döndürün.
3. Sol ventrikülden mitral kapak görüntüsünün en yüz görünümünü elde etmek için, önceki adımda kırpılmış görüntüyü 180 derece çevirmeniz yeterlidir (bazı satıcı sistemlerinde bunu hızlı bir şekilde gerçekleştiren bir çevirmeli kırpma işlevi vardır) (bkz. Şekil 3, adım F).
   1. Mitral kapağın renkli Doppler 3D hacmini adım 7.3 ile aynı yönde kırpın.
4. Korda, tendineae ve papiller kaslar dahil olmak üzere mitral kapak alt valvar aparatının bir görünümünü elde edin.
   1. 2D yanal düzlemden (bu protokolde düşük parasternal uzun eksen) çalışarak, ilk imleci sol ventrikülün ortasına yerleştirin. İlk konum ayarlandıktan sonra, imleci sol ventrikülün arka duvarına doğru sürükleyin ve kırpma çizgilerini sol ventrikülün uzun eksenine paralel olarak hizalayın. İkinci imleci arka duvarın altına yerleştirin ve bu noktayı ayarlayın (bkz. Şekil 4).
5. 3D kazanç ve sıkıştırma ayarlarını optimize edin.
   1. 3D kazanç ayarlarını en düşük ayara optimize ederken, mitral kapak broşürü çıkışını minimumda tutarken veya hiç bırakmaz.
   2. 3D sıkıştırma ayarlarını daha geniş veya daha dar bir renk tonu aralığı içerecek şekilde optimize edin. 3D sıkıştırma, 3D derinlik algısını iyileştirebilir. Philips Epiq 7 sisteminde, 3D sıkıştırmanın ayarlanması, Sıkıştırma düğmesi döndürülerek gerçekleştirilir. GE Vivid E95 sisteminde, 3D sıkıştırmanın ayarlanması, Aktif Mod kazanç düğmesi döndürülerek gerçekleştirilir.
6. Mitral kapağın optimize edilmiş, kırpılmış 3D görünümlerini ayrı bir sine döngü klipsi olarak saklayın.

Sonuçlar

Pediatrik ekokardiyografide mitral kapağın kaliteli bir 3D veri seti, yaprakçık hareketini değerlendirmek için uygun olan optimal bir hacim oranına ve üstün eksenel çözünürlük kullanan mükemmel uzamsal çözünürlüğe sahip olacaktır. 3D EKG kapılı edinim protokollerinin başarısını değerlendirmek için, önce herhangi bir önemli "dikiş" artefaktının mevcut olup olmadığını belirleyin. Herhangi bir artefakt yokluğunda ve edinim mükemmel kalitede bir 2D d?...

Tartışmalar

Operatör/sonografi uzmanı için 3D ekokardiyografi genellikle çeşitli zorluklarla karşılanır. İlk olarak, doğası gereği, pediatrik ekokardiyografi muayenesi sırasında hasta boyutu, kalp atış hızı ve kooperasyonunda önemli farklılıklar vardır. Bu parametreler, 3D'ye özgü protokollere sahip olmayı zorlaştırır ve bu nedenle 3D alım operatörünü bağımlı hale getirir. Genellikle sonografi uzmanları için eğitim, öncelikle 2D görüntülemeye odaklanır ve 3...

Malzemeler

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)