Эластография сдвиговой волны, ультра-быстрый допплер и технология «фьюжн» в мультипараметрическом ультразвуковом исследовании

Вашему вниманию видео доклада Жан-Мишель Корреаса «Эластография сдвиговой волны, ультра-быстрый допплер и технология «фьюжн» в мультипараметрическом ультразвуковом исследовании» с ECR-2015

Перевод

Итак, доброе утро дамы и господа. Спасибо большое за организацию данной секции.  Вы видели несколько очень интересных новых возможностей диагностического ультразвука.

Непосредственно сейчас я бы хотел сфокусироваться на том, как бы мы могли интегрировать все эти возможности в так называемом «мультипараметрическом» УЗ изображении, потому что сейчас ультразвуковая диагностика стала мультипараметрической технологией. Почему? Потому что эта технология объединяет анатомическую информацию, которую предоставляет В-режим, технология В-режима значительно улучшилась за последние годы.  Мы также обычно оцениваем васкуляризацию органов,  патологического образования, оцениваем с помощью цветного и энергетического допплера.  Но вы видели, что много новых «микродопплеровских» технологий становятся сейчас доступными, сюда можно отнести SMI (сверхточное изображение микрососудов), Ultrafast Doppler (ультра-быстрый допплер), Ultrasensitive Doppler (ультра-чувствительный допплер). Но вместе с этим, нам не следует забывать, что УЗИ с контрастами также является очень хорошим режимом визуализации сосудов. Все эти режимы/технологии вместе обеспечивают нас информацией  о васкуляризации тканей или патологической «мишени», которую мы пытаемся визуализировать. Третий шаг – получение четкой информации о жесткости /эластичности тканей и объемных образований, которые мы пытаемся визуализировать и охарактеризовать. Мы начинали с компрессионной эластографии. Мы очень быстро проведем обзор других технологий, которые мы бы хотели скоординировать.  В действительности мы сфокусируемся больше на эластографии сдвиговой волны.  Вместе мы также можем скомбинировать  эти три вида информации  в 3D/4D изображениях, включая «фьюжн-технологию» (Fusion) для улучшения выявления и характеризации патологических образований. И в конце, как продемонстрировала Натали Лассо, сюда также должны быть инкорпорированы функциональные изображения, включая изображении перфузии, параметрические изображения и молекулярные изображения.

Итак, переходим к ультразвуковой эластографии. Существуют два совершенно разных подхода,  их оценка  не является  целью нашего обсуждения.  Итак, два совершенно разных подхода, один из которых статическая или квазистатическая эластография, когда имеется  внешнее воздействие, как переменные нажатия, выполняемые датчиком, или используются внутренние толчки, такие как сокращения сердца. Эта технология, к сожалению, не предоставляет количественную, истинную количественную информацию. Следующая техника (или технология) основана на эластографии сдвиговой волны. Она может быть выполнена с помощью внешних толчков, это технология  «ФиброСкан», которую вы видели. Технология ARFI (усиленный акустический импульс) также можно разделить на 3 части. В одной из них В-режим является анатомическим ориентиром и количественное определение происходит в одной точке, это одномерная (1D) технология. Две другие технологии – двумерные (2D) с эластографическим картированием, одна из которых это захват единичного кадра, другая – технология сдвиговой волны в реальном масштабе времени.

Это суммарная картина того, что мы можем сделать в настоящий момент с применением соноэластографии. Вы видите два разделющихся «дерева». Квазистатическая эластография подразделяется на получаемую с помощью внешней ритмичной компрессии и с помощью внутренней деформации. Технология, основанная на эластографии сдвиговой волны разделяется на:  с внешним давлением, получаемым «поршнем»; с внутренним акустическим  давлением, с анатомической привязкой к В-режиму, когда у нас получается либо изображение в реальном времени, или технология накопления единичного кадра.  

По существу, нас очень интересует получение информация о жесткости тканей. В данной технологии эластографии сдвиговой волны выполняется анализ в три этапа.  Первый этап - это создание акустического импульса внутри тканей. Второй этап – сверхбыстрое формирование изображения, когда система получает очень много информации и проводится регистрация распостранения сдвиговой волны. Третий этап – количественный анализ, когда из распределения скоростей формируется картирование, отображающее эластичность внутри зоны интереса.

Это очень типичная ситуация в печени. Это пациент с подозрением на цирроз, но на самом деле вы видите, что жесткость паренхимы остается ниже 7 килопаскалей. Получение эластограммы осуществляется очень просто, и это одна из причин, почему мы думаем об интеграции данной эластографии сдвиговой волны в рутинную практику. Это почти также, как цветной допплер  двадцать лет назад. Вам всего лишь следует нажать кнопку режима эластографии сдвиговой волны, подождать стабилизации сигналов, проанализировать цветовую картину. Вы удерживаете датчик в стабильном положении с постоянным давлением, избегая переменной компрессии/декомпрессии датчиком. Таким образом, эта технология менее операторзависимая и обеспечивает вас истинными количественными измерениями.

Данная технология реально внедряется в рутинную клиническую практику, потому что достаточно легко предоставляет информацию сама по себе во время ультразвукового исследования. У вас имеется двойное изображение на экране: изображение В-режима для ориентации, и «эластографическое» окно для измерения эластичности. Это исследование в реальном времени, таким образом, вы можете реально оценивать артефакты, такие как движение, капсула, сосуды, и производить измерения в наиболее адекватной части изображения.  На двухмерном цветовом картировании распределения жесткости вы можете поместить зону интереса для проведения количественного измерения. Конечно, эта технология меняется и улучшается очень быстро. Есть некоторые ограничения, связанные с недостаточной проникающей способностью, низкой частотой кадров. Формирующаяся технология возможно в результате приведет к разным пороговым значениям на разных УЗ системах при разной патологии тканей, к снижению накопления опыта и количества публикаций.

Микродопплеровские технологии это совершенно другое «поле», также в настоящее время достигают стадии клинических испытаний. Эти технологии позволяют оценивать очень «уменьшенный» кровоток. Эти изображения получены на реальных пациентах, это не крысы и не кролики. Это трансплантированная почка, изображение получено без введения микропузырьковых УЗ контрастов. Это также можно комбинировать с применением УЗ контрастных веществ. Это становится доступным у нескольких производителей и на разных датчиках. Я бы хотел сфокусироваться на двух технологиях. Первая это SMI (сверхточное изображение микрососудов). В этом режиме используется высокая частота кадров для повышения чувствительности и для выявления низкоскоростных кровотоков. Это не количественная оценка. Другая – это ультра-быстрый или ультра-чувствительный допплер, где используется ультравысокая частота кадров,  обеспечивает полную гемодинамическую оценку кровотока.

Это вид изображения, который мы можем получить при абдоминальном применении SMI. Это обычный SMI, а это то, над чем мы работаем прямо сейчас - SMI с контрастным усилением с низким механическим индексом. Они предоставляют разную информацию, потому что мы видим четко движение микропузырьков. А в этом случае мы видим очень четкое отображение микроциркуляции внутри почки.

Это всего лишь сравнение, что мы можем делать при контрастно усиленном УЗ исследовании. Это изображение в реальном времени с низким механическим индексом того же почечного трансплантата. А это в режиме микропотокового изображения (MFI) мы разрушили контрастное вещество, используя «flash» (вспышку), и получаем изображение реперфузии.  И посмотрите, что мы можем сделать прямо сейчас при комбинации MFI, УЗ контраста и SMI при очень низком механическом индексе. Это сделано в течении нескольких минут после инъекции. Это не дополнительная инъекция (УЗ контраста), это применение данной технологии в конце исследования с УЗ контрастом, получение «ранней» информации.

Как и SMI, ультра-быстрый допплер достиг стадии внедрения в клинику. Эта технология базируется на сверхбыстром получении, что существенно отличается от обычного получения (УЗ изображения), которое мы получаем линия за линией (построчно). А в данном случае мы всего лишь посылаем плоский импульс и из этого плоского импульса мы можем скомбинировать и получить изображение (информацию).

При обычном цветовом допплеровском режиме мы имеем очень мало «точек» информации, всего лишь извлекаем информацию о средней скорости кровотока. В режиме обычного импульсно-волнового допплера мы можем иметь гораздо больше информации, но только в заданном контрольном объеме. Что делает ультра-быстрый допплер – объединяет информацию для обоих режимов и извлекает информацию о реальном кровотоке из всех пикселей изображения. Это полная информация из всех пикселей одного захваченного кадра (фрагмента).

Это очень интересно, здесь вы можете видеть информацию цветного допплера в комбинации с импульсным допплером, которую мы регистрируем «традиционным» способом и измеряем скорость в воротной вене. Это ультра-быстрый допплер, изображение очень похоже, но мы можем установить множественные контрольные объемы для получения кривых допплеровского спектра в нескольких местах одновременно в одном и том же кадре. Вы видите, мы получили те же значения, что и в режиме обычного импульсного допплера. Это действительно повышает диагностические возможности, потому что мы можем оценить несколько сосудов в одном кадре и это технология количественной оценки.

Итак, это всего лишь пример скрининга реноваскулярной гипертонии. Мы можем перемещаться в пределах одного захваченного кадра (фрагмента), мы действительно можем получить множественные записи (допплеровского спектра) из разных участков почечной артерии. А в этом случае - множественные записи (допплеровского спектра) из междолевых артерий внутри почки в пределах одного захваченного кадра (фрагмента).

Но еще более интересной является технология ультра-чувствительного допплера, отличающаяся от технологии обычного цветного допплера. Я не хочу тратить много времени на технические аспекты, но в основном это существенное изменение (увеличение) длины пачки допплеровских импульсов, что позволяет получить значительно более высокую разрешающую способность.

Я бы хотел вам продемонстрировать этот случай осложнений после трансплантации почки, с очень «обедненной» васкуляризацией. Это изображение направленного энергетического допплера, а в этом случае это результат изображения кровотока в режиме ультра-чувствительного допплера. Это чрезвычайно интересно, основное отличие – вы можете увидеть (это изображение почти в том же участке) разницу в чувствительности.

Вы знаете, что оценка васкуляризации яичек является проблемой. Это изображение получено у мальчика 9 лет (предоставлено доктором С. Франки). Вы видите маленькое объемное образование, соответствующее опухоли из клеток Лейдига. Вы видите разницу между цветовым допплеровским картированием и изображением в режиме ультра-чувствительного допплера, не только непосредственно в самой опухоли, но также и окружающих тестикулярных сосудах.

 Итак, каким образом мы можем управлять интеграцией этих технологий у одного пациента? Это пример пациента, обследуемого для оценки фокального образования печени непосредственно перед хирургическим вмешательством. Было предположение, что это аденома. Ввиду особенностей расположения хирург хотел повторно оценить данное образование непосредственно перед операцией. Обратите внимание на гипоэхогенный ободок вокруг данного образования, в режиме ЦДК мы не видим какого-либо кровотока внутри него. Образование уже было достаточно хорошо «характеризовано» по УЗИ, КТ и МРТ. Однако когда мы использовали эластографию сдвиговой волны, это образование было достаточно жестким, что совсем нехарактерно для аденомы. Мы подумали, может быть на самом деле это не аденома.

Разрешите перейти к контрастно усиленному УЗИ. При УЗИ c контрастом мы видим быстрое накопление контраста в объемном образовании, которое остается реально гомогенным с некоторым вымыванием в позднюю фазу. Может быть аденома, по меньшей мере гиповаскулярное образование.

 Посмотрите, как мы скомбинировали SMI и MFI с УЗ контрастом. Вы видите, что с помощью данной технологии мы видим намного больше. Мы видим четко в центре питающую артерию и звездчатый тип васкуляризации, что очень типично для FNH (фокальной узловой гиперплазии), и в целом основываясь только на этом исследовании, мы не можем отменить хирургическое вмешательство.

Для того чтобы продемонстрировать насколько эффективными могут быть эти исследования: это трансплантированная почка от живого донора у молодой женщины, которая имела сохраненную функцию почки. У нее и у донора было две почечных артерии, что потребовало реанастомоза во время операции. К сожалению, у нее развилось острое кровотечение. Но почки хорошо «прокрашивались» (в режиме ЦДК интраоперационно), поэтому хирург не тревожился. Это оценка в В-режиме, это ЦДК. К сожалению здесь почти не определяется васкуляризация внутри почки, что чрезвычайно необычно после пересадки почки (всего несколько часов после операции).

На базовом уровне мы проводим оценку жесткости тканей. Почечный трансплантат очень мягкий, с некоторыми участками повышенной жесткости. Опять же это очень необычно.

Затем мы воспользовались линейным датчиком, потому что знали, что можем выявить кровоток гораздо лучше. Здесь В-режим, это ЦДК, это эластография сдвиговой волны. Итак, мы четко выявили некоторый кровоток, но были области без четкой перфузии.

А здесь большая разница между выявлением кровотока на конвексном датчике в режиме ЦДК (dCPI), на линейном в режиме ЦДК (dCPI). И посмотрите, как работает технология ультра-чувствительного допплера: мы выявляем гораздо больше кровотока в некоторых областях почки, но некоторые также совершенно авакулярны.

В итоге, вероятно массивный инфаркт почки. В режиме SMI проявляется тот же тип васкуляризации. К сожалению, здесь вы видите массивный инфаркт почки (УЗИ с контрастом).

День спустя нас попросили о новом исследовании. И опять вы видите очень низкую васкуляризацию внутри почки. Однако почка стала даже мягче и более однородной, что является плохой новостью (информацией).

Мы переходим к линейному датчику. Вы видите очень «мягкую» почку. Ультра-чувствительный допплер в данный момент не показывает какой-либо васкуляризации.

Это режим SMI без УЗ контраста, это с УЗ контрастом. В этом случае, к сожалению, по прежнему нет васкуляризации в почке.

И это было подтверждено на УЗИ с контрастом, на котором вы видите, что вся почка полностью аваскулярна. Это первый случай потери трансплантированной почки от живого донора. И это было подтверждено по МРТ непосредственно перед удалением почки.

Эту концепцию также можно применить при раке предстательной железы. При раке предстательной железы мы комбинируем информацию В-режима, ЦДК, а также эластографии сдвиговой волны. Эта комбинация отображена на схеме, показывающей точно, где находится патологический очаг. В этом случае, как вы видите, в В-режиме выявлен мелкий очаг слева, это также было подтверждено при МРТ, но несколько в другом месте.

Но при эластографии сдвиговой волны мы не выявили каких-либо отклонений слева. Только справа было «аномальное пятно» в этой области. Вы видите это в реальном времени, и мы можем провести количественную оценку этой жесткой области.

Мы провели УЗИ с контрастом с акцентом внимания на левую сторону, потому что четко в В-режиме было нечто очень подозрительное в данной зоне. Мы не увидели какого-либо патологического кровотока.

Но мы использовали получение информации в режиме 4D c контрастом у этого пациента. Это послойная «нарезка» всего объема простаты, вы видите в данном режиме «пятно» усиленного накопления контраста. Это «пятно» не было визуализировано, т.к. для выявления при (2D) УЗИ с контрастом необходимо осматривать непосредственно участок с патологией.

Повышенное накопление исчезло буквально через несколько секунд, поэтому у нас очень мало времени для выявления зоны повышенной васкуляризации. На самом деле аденокарцинома занимала участок 36х52мм.

Все вышеперечисленное можно комбинировать с технологией «Fusion» (Фьюжн)

Итак,  заключение. Мы должны уметь интегрировать всю информацию в мультипараметрическое изображение: В-режим (на различных датчиках), обычное ЦДК (CFI),  «микродопплеровский» режим и эластографию сдвиговой волны (SWE). И использовать УЗ контраст, только при серьезном подозрении  на объемное образование.

Все эти технологии также можно включить в тактику обследования предстательной железы.

Очевидно, что «мультипараметрическое» УЗИ  становится реальностью, объединяя различные технологии. Необходимы дальнейшие мультицентровые исследования. Большое спасибо.