UVOD

Leta 1992 so Franceshi, Bondy in Rubin prvi opisali možnost tridimenzionalne (3D) žilne ultrasonografije (1). Sledijo poročanja Rosenfielda, Rankina, Hamperja in Delkerja o prvih kliničnih izkušnjah z uporabo pri karotidnih arterijah (2). Zadnja tri leta je pomembno napredoval razvoj tridimenzionalne ultrasonografije (3D US). Danes v svetu uporabljajo in zadnje leto že tudi pri nas vedno več uporabljajo tri- in štiridimenzionalno (3D/4D) ultrasonografijo (3D/4D US), zlasti na področju kardiologije in porodništva ter malo tudi v diagnostiki možganskožilnih bolezni (MŽB). Leta 2006 je Espinoza s sodelavci opisal algoritem za uporabo 4D US v fetalni ehokardiografiji s tomografskim slikovnim prikazom (3). O pomenu 3D/4D US kot novi metodi za ugotavljanje fetalnih srčnih anomalij poročajo tudi Gindes, Hegesh, Gilboa in drugi (4). Dietz in Shel poročata o uporabnosti 4D US z ultrazvočnim tomografskim slikovnim prikazom v ginekologiji in porodništvu (5). Ultrasonografska tomografija je našla svoje mesto tudi v onkologiji (6).

Z nevrološke plati je vsekakor zanimivo ocenjevanje nevroloških vedenjskih vzorcev pri plodu z 3D/4D US (7). Večjih oziroma pomembnejših poročil o pomenu te slikovne metode v žilni diagnostiki zaenkrat še ni zaslediti. Na voljo pa so zanimive prve izkušnje Yina in sodelavcev, ki poročajo o prvi integrirani optično koherenčno tomografijo (OKT) – US sondi za sočasni intravaskularni prikaz z optično koherenčno tomografijo in utrazvoka. Posebna sonda omogoča obe preiskavi sočasno: OKT in US sliko. Prve preiskave na zajčji aorti so pokazale vrednost te dvojne modalne metode, ki omogoča odkrivanje najzgodnejših ateromatoznih sprememb (8).

PRIKAZ TRI- IN ŠTIRIDIMENZIONALNE ULTRASONOGRAFIJE

Slikovni prikaz z 3D/4D US omogoča posebna linearna ultrazvočna sonda z 960 kristalnimi sestavi, imenovana ultrazvočna sonda z aktivno matriko (slika 1). Ultrazvočni aparat, ki ga uporabljamo za tovrstno diagnostiko karotidnih sprememb, je podprt z močnim računalniškim sistemom – LOGIQ 7 firme GE. Uporabljamo integrirani način preiskave kot sicer pri sami 3D US. Štiridimenzionalna slika nastane v bistvu na enak način kot pri 3D US v treh osnovnih fazah:

• 1.samodejno prostorsko snemanje,
• 2.večravninska prostorska analiza ,
• 3.tridimenzionalno prostorsko oblikovanje.

Bistvena razlika je v tem, da pri 3D/4D US sonda kontinuirano zajema volumen in takoj prikazuje tridimenzionalno sliko. Po tem se razlikuje od običajne 3D US, pri kateri je po avtomatskem volumskem posnetku in prikazu volumna v treh ortogonalnih ravninah potrebna še naknadna tridimenzionalna rekonstrukcija prikazane žile. Tako dobimo pri 4D US tridimenzionalno sliko v dejanskem času (real time), četrto dimenzijo v bistvu predstavlja čas.

Samodejno prostorsko snemanje

Prostorski posnetek nastane z zanihanjem B-slike okrog njene osi, s tem, da je pri 4D US zajemanje volumna, ki ga omejimo s posebno računalniško košarico v obliki trapeza (VOL-BOX), kontinuirano. Med samim snemanjem morata biti sonda in preiskovanec povsem na miru. Po končanem snemanju pa dobimo prikaz žile v treh ortogonalnih ravninah. Prostorski posnetek je moč napraviti tudi z aktiviranjem barvnega in energetskega dopplerskega slikanja (ANGIO-mode).

Večravninska prostorska analiza

Po končanem prostorskem snemanju se pojavi na zaslonu sočasen prikaz treh ortogonalnih ravnin preiskovanega volumskega telesa: longitudinalne, transverzalne in horizontalne žile. Položaj žile opredeljuje relativni koordinatni sistem, ki ga sestavljajo tri osi, katere stojijo pravokotno druga na drugo in so označene črkovno X, Y in Z. Sečišče teh osi je triosno središče vrtenja. Z rotacijo prostorskega telesa (žile) okrog katerekoli od treh osi ali s premikom središča rotacije po katerikoli od teh osi lahko prikažemo poljuben izrez iz volumskega telesa. Gre za šest medsebojno neodvisnih nastavitev: 3 rotacije (po oseh X, Y, Z) in 3 translacije (paralelni pomik po istih oseh) (10).

Tridimenzionalno prostorsko oblikovanje

Tridomenzionalno prostorsko oblikovanje pomeni računalniško obdelan tridimenzionalni prikaz posnetega volumskega telesa (žile) na zaslonu. Dejansko prostorsko spremljanje prikazane žile omogoča poseben računalniški način, imenovan CINE- mode. Gre za rotacijo tridimenzionalne slike okrog navpične osi Y iz nastavljenega začetnega v končni položaj rotacije, pri čemer nastane niz zaporednih tovrstnih poslikav (11). Z elektronskim skalpelom lahko izločimo prikazano karotidno deblo oziroma odstranimo okolno tkivo na vratu. Barvni mapni sistem omogoča prikaz tridimenzionalne slike v različnih barvnih odtenkih (12).

Tri- in štiridimenzionalno prikazovanje v klinični uporabi

Kljub številnim prednostim 3D/4D US ostaja dvodimenzionalna ultrasonografija (2D US) še vedno zlati standard v diagnostiki karotidne bolezni. Novejše raziskave za razliko od prejšnjih, kot sta bili NASCET (North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial Collaborator) in ESCET (European Surgery Trials Collaborative Group), pri katerih so prikazovali z 2D US, vse bolj uporabljajo 3D/4D US (13).

Prednosti 3D/4D US v primerjavi z 2D US

Prikaz z 3D/4D US omogoča boljšo in natančnejšo sliko žile predvsem zaradi možnosti njene rotacije in translacije. Zato je s to metodo prikazano žilo mogoče pregledati v njeni celotni cirkumferenci in dolžini. Možno je tudi izločiti signale pod ali nad pragom optimalnih signalov (14). Selektivni pogled v žilo omogoča preiskovalcu praktično analizo žilne stene in patoloških sprememb v njej (15). Zaradi multiplanarnega prikaza žilne slike je lažje tudi diagnosticiranje žilne pentlje. Barbour in sodelavci poročajo, da je pri bolnikih s karotidnimi pentljami pogosto mogoče odkriti tudi disekcijo intime, ki jo prav tako lahko prej odkrijemo s 3D/4D US kot z 2D US (16).

Prikaz z 3D/4D US omogoča v primerjavi z 2D US natančno analizo aterosklerotičnih leh, ker daje predvsem veliko več relevantnih podatkov o strukturi lehe, sekundarnih spremembah v njem in na njegovi površini. Podobno kot z računalniško tomografijo (CT) lahko danes s 4D US s posebno tomografsko ultrazvočno sliko prikažemo aterosklerotično leho v določenem številu prerezov, kar omogoča zgodnje odkrivanje nekroz in krvavitev leh ali razjed na njihovi površini z začetnim formiranjem tromba. Kljub temu se tudi pri 3D/4D US pojavljajo pogosto težave pri ugotavljanju mehkih – eholucentnih leh. Kot je s klasično 2D US pri diagnosticiranju le-teh najpomembnejša dvojna barvna ultrasonografija, je pri 3D/4D velikega pomena tudi B-pretočni slikovni prikaz (B-flow imaging). Gre za slikovni prikaz, ki ne temelji na Dopplerjevem principu, marveč na direktnem zaznavanju gibanja eritrocitov na osnovi sledenja in primerjave niza vzorcev, ki si sledijo drug za drugim (17). Gibanje eritrocitov v predelu mehke lehe ni zaznati, saj gre za polnitveno okvaro. Prisotnost eritrocitov v mehki lehi pa govori za zelo verjetno krvavitev v njem (slike 3, 4, 5, 6).

Prikaz s 3D/4D US daje tudi več možnosti za odkrivanje subtotalne stenoze notranje karotidne arterije zaradi sočasnega prikaza žile v treh različnih ravninah (18). Dodatno pripomoreta pri ugotavljanju filiformnega pretoka pri subtotalni stenozi energetski dopplerski prikaz (power Doppler) in v zadnjem času tudi B-pretočni slikovni prikaz. Pri endovaskularnih posegih – karotidni angioplastiki s stentiranjem (KAS) zaradi stenoze notranje karotidne arterije – slika s 3D/4D US z veliko zanesljivostjo in natančnostjo prikaže uspešnost ponovne vzpostavitve primerne svetline poprej zožene arterije (slike 7, 8, 9). Tudi po karotidni endarterektomiji (KEA) nudi tri- in štiridimenzionalno boljše spremljanje stanja dakronske krpice: preraščanje intime, formiranje miointimalne stopnice, ponovno nastajanje lehe na krpici in stenoze. S predoperativno presejalno 3D/4D US karotidnih debel je močno zmanjšati tudi tveganje za možgansko kap (MK) pri kirurškem zdravljenju koronarne bolezni (19).

SKLEP

Prikaz s 3D/4D US je sodobna, zanesljiva angiosonografska metoda v diagnostiki karotidne bolezni. Z novimi računalniškimi možnostmi (tomografsko ultrazvočno sliko, B-pretočni slikovni prikaz) omogoča še zanesljivejše in hitrejše ugotavljanje karotidnih sprememb. Vendar pomeni zaenkrat pri nas le še nadgradnjo sicer zelo pomembne in najpogosteje uporabljene 2D US. Zagotovo pa prinaša pomemben prispevek v diagnostiko in zdravljenje karotidne bolezni.

LITERATURA

• 1.Franceschi D, Bondy J, Rubin RJ. A new approach for three dimensional reconstruction for arterial ultrasonography. J Vasc Surg, 1992; 15: 800-5.
• 2.Delcker A, Polz H. 3D-ultrasound of carotid artery using a sensor as a space orientation. Cerebrovasc Dis, 1996; 6: 2.
• 3.Espinosa JP, Kusanovic LF, Goncalves JN in sod. A novel algorithm for compressive fetal echocardiography using 4-dimensional ultrasonography and tomographic imaging. J Ultrasound Med, 2006; 25 (8): 947-56.
• 4.Gindes L, Hegesh J, Weisz B, Gilboa Y, Achiron R. Three and four dimensional ultrasound:a novel method for evaluation fetal cardiac anomalies. Prenat Diagn, 2008; 29 (7): 645-53.
• 5.Dietz HP, Shel KL. Tomographic ultrasound imaging of the pelvic floor: wich levels matter most? Ultrasound Obstet Gynecol, 2009; 33 (6): 698-703.
• 6.Zhu Q, Kurtzman SH, Hegde P in sod. Utilizing optimal tomography with ultrasoundocalization to image heterogeneous hemoglobin distribution in large brest cancers. Neoplasia 2005; 7 (3): 263-70.
• 7.Kurjak A, Tikvica-Luetić A. Fetal neurobehavior assessed by three-dimensional/fourdimensional sonography. Zdrav Vestn, 2010; 79: 790-9.
• 8.Yin J, Yang LIX, Zhang J in sod. Integrated intravascular optical choherence tomography ultrasound imaging system. Journal of Biomedical Optics, 2010; 15 (1): 105-12.
• 9.Gritzky A, Brandl H. The Voluson (Kretz) technique. V: Merz E, ur. 3D ultrasound inobstetrics and gynecology. New York: Lippincott Williams & Willkins, 1998: 9-16. Tetičkovič E. Tridimenzionalna ultrasonografija – (3D) ultrazvuk u neurologiji. V: Demarin V, Lovrenčić-Huzjan A, ur. Neurosonologija. Zagreb: Školska knjiga, 2009:248-61.
• 10.Tetičkovič E. Tridimenzionalna ultrasonografija – (3D) ultrazvuk u neurologiji. V: Demarin V, Lovrenčić-Huzjan A, ur. Neurosonologija. Zagreb: Školska knjiga, 2009:248-61.
• 11.Tetičkovič E. Tridimenzionalna ultrasonografija v klinični nevrologiji. Zdrav Vestn, 2003;72 (III): 5-9.
• 12.Sakas G, Shirley P, Müller S. Photorealistic rendering techniques. Berlin: Springer Verlag,1995: 116-23.North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial Colaborators. Beneficial effect of carotid and arterectomy in symptomatic patients with high-grade stenosis. N Engl J Med,1991; 325: 445-53.
• 13.Tetičkovič E. Tridimenzionalni prikaz vratnih in možganskih arterij z dvojno Dopplerjevo ultrasonografijo. Med Razgl, 1998; 38 (5): 21-34.
• 14.Kratochwil A. Importance and possibilities of multiplanar examination in thredeminsional sonography. V: Merz E, ur. 3D ultrasound in obstetrics and gynecology. New York: Lippincot Williams & Willkins, 1998: 105-8.
• 15.Barbour J, Castaldo JE, Rae–Grand AD in sod. Internal carotid artery redudancy is significant associated with disssection. Stroke, 1994; 25: 1201-4.
• 16.Umemura A, Yamada K. B-mode flow imaging of the carotid artery. Stroke, 2001; 32: 2055.
• 17.Tetičkovič E. Tridimenzionalna ultrasonografija v diagnostiki skoraj popolne zožitve in zapore notranje karotidne arterije. Zdrav Vestn, 2001; 70: 375-9.
• 18.D’Agostino RS, Svensson LG, Neuman DY in sod. Screening carotid ultrasonography and risk factors for stroke in coronary artery surgery patients. Ann Thorac Surg, 1996; 62: 1714-23.