Ecografia 3D in obstetrică și ginecologie a fost un subiect de cercetare încă de la debutul ei în anii 80. Dacă primii pași au vizat numai aspectele… [304235]

. MATERIAL SI METODA

Ecografia 3D in obstetrică și ginecologie a fost un subiect de cercetare încă de la debutul ei în anii 80. [anonimizat] („fetal-facing”), tehnologia existentă în prezent asigură evaluarea structurilor cu o rezoluție din ce în ce mai apropiată de ecografia 2D.

Tinta studiului a fost :

Analiza fezabilitătii ecografiei 3D în obținerea secțiunilor standard si a reproductibilitatii informațiilor obținute prin ecografia 3D

Studiul a fost efectuat pe un lot de 232 de gravide; o atentie speciala a fost acordata studiului corpului calos

Evaluarea utilitatii ecografiei tridimensionale in cazuri patologice

S-au analizat 4 [anonimizat] a fost efectuat pe un lot de 17 cazuri.

Evaluarea ecografica :

[anonimizat] (coronal, sagital si axial) [anonimizat] 2D.

Mai multe tehnici de efectuare a ecografiei 3D [anonimizat] a fi încorporate în examinarea de rutină. Dintre acestea am optat pentru urmatoarele tehnici de achiziție și metode de prelucrare a volumelor:

achiziția volumelor transabdominal

avantaje: libertate mai mare în alegerea planurior de achiziție a volumelor;

dezavantaje: limitarea la capitolul rezolutie comparativ cu achiziția volumelor transvaginal

achiziția volumelor transvaginal

avantaje: rezoluția imaginilor și volumelor obținute;

dezavantaje: [anonimizat] (tomographic ultrasound imaging) – este o metoda noua de afisare a [anonimizat] 3D, permițând examinarea mai multor imagini 2D simultan. [anonimizat], care au un aspect similar de prezentare. [anonimizat].

VCI (volume contrast imaging) – [anonimizat] a unor secțiuni de grosime definită de utilizator (de ex 2mm, 5mm,etc.). Rezultatul este un zgomot de imagine mai redus si un contrast superior imaginii in 2D/ 3D neprelucrat.

[anonimizat] a imaginilor ([anonimizat] 4Dview) – permite aceleași prelucrări ale volumelor pe un PC ca si ecograful utilizat pentru examinari.

Scopul studiului este analiza rolului ecografiei tridimensionale în evaluarea anatomiei sistemului nervos central si a coloanei vertebrale prin volume obținute transabdominal și/sau transvaginal. Evaluarea a constat in examinare în 2D [anonimizat] 3D, [anonimizat]-line a unor volume 3D si obținerea parametrilor neurosonografici stabiliți.

Examinările ecografice au fost efectuate cu un aparat Voluson PRO (figura 13) atat pentru examinarea 2D cât si pentru achizitia de volume. Pentru a avea o calitate buna a volumului achizitiile s-au efectuat in perioade de absenta complete a miscarilor fetale. Unghiul de achizitie a fost adaptat in functie de varsta de sarcina si a variat de la 30 la 50 de grade astfel incat sa includa tot creierul fetal. Volumele au fost prelucrate atat pe loc (la momentul examinarii) cât și pe PC folosind softul 4Dview (GE Healthcare, Kretz Ultrasound) pentru prelucrarea volumelor – cu scopul de a analiza corectitidinea dar si reproductibilitatea sectiunilor.

Figura 13 – Voluson 730 Pro si E8 Pro, GE

Am analizat obținerea secțiunilor din protocolul minim (rutină) cât și din cel extins (neurosonografia fetală detaliată). Am avut in vederea atat posibilitatea obtinerii imaginii cat si calitatea acesteia (rezolutia). Parametrii inclusi au fost : falx cerebri, talamus, corn posterior ventricul lateral, cavum septum pelucidum, cerebel, cistern magna pentru protocolul standard si suplimentar plexuri coroide, corp calos, fisura silviana si hipocampul pentru protocolul extins.

Obiectivul a fost obtinerea tuturor elementelor mentionate din ecografia 2D si din volumele 3D obtinute in timpul examinarii.

Evaluare ulterioara a volumelor obtinute – la 48 ore.

Imaginile pentru protocolul standard au fost obtinute cu respecatarea recomandarilor ISUOG, cele din protocolul extins au folosit metode speciale pe care le vom prezenta in detaliu ulterior.

Plexurile coroide au fost obtinute pe sectiuni standard transventriculare. Am folosit standard softul TUI (tomographic ultrasound imaging) cu sectiuni la 1mm si respective 2mm in functie de varsta de gestatie pentru evaluarea integritatii – vizualizarea unor nergularitati in contur ridica suspiciunea de hemoragie intraventriculara, modificarile rapoartelor intraventriculare ridica suspiciunea de hidrocefalie; de asemenea, plexurile coroide pot prezenta chisturi sau tumori (cel mai frecvent papiloame).

Talamusul a fost evidentiat utilizand softul TUI ce permite obtinerea de sectiuni seriate. Pentru obtinerea unui contrast mai bun, fata de zonele inconjuratoare de ecogenitate apropiata, am utilizat VCI (volume contrast imaging).

Evaluarea cerebelului s-a efectuat pe 2 planuri – unul axial, planul transcerebelos pentru vizualizarea emisferelor cerebeloase si unul median menit sa arate integritatea vermisului. Pornind de la planul axial transtalamic in planul A am fixat punctul de reper la nivelul cavum septum pelucidum prin rotirea usoara in jurul axei Y am obtinut planul transcerebelos. In planul C vom obtine o sectiune mediana ce permite vizualizarea vermisului.

Pentru evaluarea fisurii silviene am utilizat modul Multiplan avand in planul A planul axial transventricular. Prin fixarea punctului de reper la nivelul fisurii silviene, avem in planul B imaginea ei in sectiune coronala. Adaugarea VCI permite conturarea mai clara a fisuri silviene.

Pentru evaluarea hipocampusului, cu un grad sporit de dificultate, am recurs la doua sectiuni tinta independente. Prima descrisa de Kehr pentru examinarea in cadrul examinarii prin rezonanta magnetica nuclear ce implica sectiuni paralele in plan coronal. A doua, descrisa de Gindes, foloseste volume de ecografie tridimensionala si obtine hipocampusul in bloc cu fornixul parcurgand urmatorii pasi:

se obtine sectiunea mediana cu corpul calos si vermisul cerebelos;

se roteste volumul astfel incat in planul A sa fie planul coronal, planul B sagital, planul C axial;

fixati punctul de reper la nivelul corpului calos. In imaginea in plan coronal se vad cavum septum pelucidum, coarnele anterioare al ventriculilor laterali si sectiunea frontala de la nivelul corpului calos, in planul B se vizualizeza sectiunea mediana cu corpul calos si vermisul.

mariti imaginea

puneti punctul de reper lateral de ventriculul in planul A pentru obtinerea hipocampusului si fornixului in planul B;

faceti reglaje fine ale axei z in planul A (sau Y in planul B ) pentru a obtine intregul complex hipocampus – fornix ( acesta este necesar intrucat portiunea proximala a complexului este mai medial decat portiune caudal)

Pentru corpul calos am optat pentru o evaluare mai complexa avand la baza compararea imaginlor 2D cu imaginile 2D + Doppler color si cu imaginile 3D. Pacientele au fost scanate de catre 4 examinatori grupati astfel: 2 examinatori avansati si 2 examinatori incepatori. Am analizat abilitatile acestora de a obtine o imagine corecta a corpului calos prin trei metode (atat transabdominal cat si transvaginal):

Obtinerea imaginii in 2D

Obtinerea arterei pericalosale cu ajutorul Doppler-ului Color

Obtinerea corpului calos dintr-un volum achizitionat in timpul examinarii.

Tehnicile utilizate in studiu s-au bazat pe recomandarile Societatii de Obstetrica si Ginecologie.

Examinarea 2D a corpului calos incepe cu obtinerea planului sagital al profilului fetal- prin usoara inclinare laterala a probei la nivelul fontanelei anterioare, obtinem planul median cu corpul calos in intregime (figura 14). De asemenea, de la nivelul planului coronal al cavum septum pelucidum si a coarnelor laterale, prin rotatia transductorului la 90 de grade, obtinem planul median, cu imaginea completa a corpului calos.

O imagine 2D aditionala utila in demonstrarea aspectului normal al corpului calos, este traiectoria arterei pericalosale (figura15). Dupa obtinerea planului median in 2D, am folosit Doppler-ul Color (sau HD-flow-ul) pentru vizualizarea arterei pericalosale. Valoarea PRF recomandata este de 20-40 cm/sec, dar harta Color, gain-ul si regiunea Doppler de interes a ramas la latitudinea examinatorului.

Pentru examinarea ecografica 3D, s-a stabilit urmatorul protocol:

Am stabilit sectiunea axiala in planul A.

Am stabilit planul axial pentru obtinerea cavum septum pellucidum, talamusului si coarnelor posterioare ale ventriculului lateral

Am stabilit punctul de referinta la nivelul cavum septum pellucidi.

In planul C am obtinut corpul calos (Figura 16).

Criteriile de obtinere a volumelor 3D au fost un unghi intre 40ș si 60ș cu includerea intregii structuri cerebrale. Recomandabil, dar nu obligatoriu a fost o calitate de high2 sau max. Utilizarea volume contrast image (VCI) sau tomographic ultrasound imaging (TUI) a fost permisa.

Figura 14 – Corpus callosum – ecografia 2D

Figura 15 – Artera pericalosala – Color Doppler imaging

Figura 16 – Corpul calos- imagine 3D

In paralel cu studiul nostru prospectiv, am efectuat o analiza retrospectiva a evaluarii corpului calos din baza noastra de date – un evaluator neutru a selectat 100 de cazuri ce au respectat criteriile de calitate. Cele 100 de cazuri au fost evaluate in aceeasi maniera, de catre patru examinatori: 2 experimentati (AC&FT) si 2 incepatori (CC&AN) utilizand software-ul 4Dview. Un evaluator neutru a analizat imaginile obtinute de catre cei 4 membri ai echipei, si le-a impartit in satisfacatoare si nesatisfacatoare/imagini neinterpretabile.

Prelucrarea statistica a datelor acestui articol s-a efectuat cu ajutorul programului Microsoft Excel (Microsoft Corp., Redmond, WA, USA), impreuna cu programul XLSTAT pentru MS Excel (Addinsoft SARL, Paris, France) si IBM SPSS Statistics 20.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA).

Datele au fost inregistrate in fisiere Microsoft Excel. Reprezentarea grafica a studiului s-a efectuat in Excel, folosind Pivot Tables, Functions-Statistical, Charts si Data Analysis module.

Testele statistice (Z test pentru esantioane, Fisher test) au fost realizate prin folosirea XLSTAT add-on si SPSS.

Testul Z pentru esantioane este folosit pentru investigarea semnificatiei statistice a diferentei dintre o frecventa f (intr-o populatie) si frecventa observata intr-un esantion reprezentativ pentru o variabila calitativa sau binara, ori pentru compararea frecventei calculate pe doua esantioane randomizate, independent extrase din cele dou populatii diferite. Testul poate fi realizat daca numarul de observatii din esantionul respectiv, n, este destul de mare ((n • p, n • (1-p)> 10), sau cele doua esantioane au un numar suficient de indivizi (n1, n2> 30).

Testul Chi patrat ( χ2) este un test statistic care arata daca exista o conexiune (asociere sau influenta) intre doi factori. Este folosit in interpretarea tabelelor de incidenta generate de compararea celor 2 factori monitorizati in studiul efectuat.

Daca pentru tabelul analizat, frecventa probabila este mai mica de 1, sau daca mai mult de 20% din frecventele probabile sunt mai mici de 5, este recomandabila utilizarea Testului exact Fisher, atunci cand aplicarea lui este permisa (grupuri mici cu mai putin de 100 de cazuri, tabele mici de incidenta cu mai putin de 10 celule, exemplu 2X2, 5X2, 3X3).

Am folosit atat testele Z cat si Testul Fisher, pentru o dubla verificare cu ajutorul a doua metode diferite, in cazul in care rezultatele arata diferente statistice semnificative intre categoriile comparate.

Evaluarea histologica :

Evaluarea histologica a presupus urmatoarele tehnici macroscopice si histologice: initial s-a efectuat autopsia completa a celor 17 fetusi, impreuna cu examinarea placentei si a cordonului ombilical. S-au recoltat creierele ce au fost initial scufundate complet in formol 10% iar ulterior s-au efectuat sectiuni transversale. Pentru analiza morfologică, fragmentele tisulare recoltate in timpul autopsiei au fost incluse la parafină, secționate la microtom cu grosimea de 3-5 microni, apoi s-au utilizat colorații standard (hematoxlină-eozină), ce au permis aprecierea aspectelor morfologice. În afara colorației standard (HE), s-au utilizat colorații speciale pentru unele cazuri selectate (Trichrom Masson).

Am investigat imunoexpresia CD34, GFAP, Neu si Ki67 pe lotul de studiu de 17 subiecti cu varste gestationale intre 8 si 31 saptamani.. Reacțiile imunohistochimice s-au realizat pe secțiunile de 4 microni obținute din blocurile incluse la parafină. Sistemul de detecție și vizualizare utilizat a fost kitul EnVision, Dako, Glostrup, Danemarca, o metodă de imunomarcaj bistadial, bazată pe conjugarea unui polimer HRP cu anticorpul secundar. Rezultatele s-au vizualizat prin colorarea în brun cu ajutorul cromogenului diaminobenzidină (DAB). Reacția a apărut pozitivă la nivelul membranei, citoplasmei sau nucleului, în funcție de tipul de anticorp.

Panelul de anticorpi utilizați în studiul nostru este redat în tabelul nr.2:

3.2. REZULTATE

Asa cum am expus la capitolul material si metoda am avut trei directii de studiu :

analiza fezabilitătii ecografiei 3D în obținerea secțiunilor standard si a reproductibilitatii informațiilor obținute prin ecografia 3D; analiza evaluarii corpului calos prin cele 3 metode propuse (2D vs 2D+Doppler vs 3D)

evaluarea utilitatii ecografiei tridimensionale in examinarea patologiei sistemului nervos central

corelarea evaluarii ecografice cu aspecte histologice

Rezultate ale studiului privind analiza fezabilitătii ecografiei 3D în obținerea secțiunilor standard si a reproductibilitatii informațiilor obținute prin ecografia 3D; analiza evaluarii corpului calos prin cele 3 metode propuse (2D vs 2D+Doppler vs 3D).

Analiza fezabilitătii ecografiei 3D

Examinarile standard au fost efectuate transabdominal . Pentru cresterea acuratetii, s-au efectuat examinari transvaginale pentru toate cazurile acolo unde pozitia craniului a permis. Toate cazurile incluse in studiu (cu o exceptie ) au avut o anatomie a SNC normala din punct de vedere ecografic demonstrate prin obtinerea unui set de parametri neurosonografici standard agreati in literatura de specialitate (vezi tabelul 3).

Tabel nr.3 – Elementele SNC evaluate in functie de varsta gestationala

Varsta gestationala a cazurilor incluse in studiu a fost intre 8 si 32 de saptamani de amenoree si au fost impartite in 4 categorii respectand loturile din planul de realizari al proiectului:

Trimestrul I (<13 saptamani si 6 zile) – 55 evaluari ecografice -1 caz examinat anatomo-patologic : 8 saptamani.

Trimestrul II precoce (15-19 saptamani): 57 evaluari ecografice – 9 cazuri examinat anatomo-patologic

Trimestrul II (20-28 saptamani): 83 evaluari ecografice – 6 cazuri examinate anatomo-patologic

Trimestrul III (30 – 34 saptamani): 37 evaluari ecografice. – 1 caz examinat anatomo-patologic- cazul inregistrat in trimestrul III a fost un caz de patologie a SNC si a fost inclus in studiu pentru particularitatile sale – va fi prezentat separat impreuna cu cazurile de patologie a sisemului nervos central pentru analiza impactului ecografiei 3D in evaluarea patologiei SNC.

Plexurile coroide sunt un element accesibil examinarii la orice varsta de sarcina, fiind usor de obtinut pe sectiuni utile atat prin ecografie bidimensionala cat si prin ecografie 3D. Singurul avantaj observat in studiul nostru in favoarea utilizarii 3D apare in localizarea mai precisa a chisturilor cu ajutorul TUI si MPR.

Figura 17 – Plexuri coroide cu aspect normal

Figura 18 – Chisturi multiple de plex coroid

Talamusul a fost evaluat atat 2D cat si 3D. Am efectuat evaluari atat cu tehnicile conventionale cat si utilizand softuri de imbunatatire a imaginii – nu s-au considerat diferente privind calitatea imaginii la structurile normale.

Figura 19 – Evaluarea tridimensionala a talamuslui utilizand TUI

Cerebelul se poate vizualiza cu dificultate de la 8 saptamani, (nu a fost vizibil in cazul nostru). In cazurile din loturile 2 si 3 cerebelul a fost vizibil cu evidentierea emisferelor si reconstruirea vermisului in modul multiplanar. Am utilizat in toate cazurilor peste 19 saptamani modul VCI pentru imbunatatirea contrastului. Nu am inregistrat dificultati in evaluarea santului primar la niciun caz peste 19 saptamani.

Figura 20 – Evaluarea 3D a cerebelului (* se vizualizeaza fisura primara si fisura secundara)

Figura 21 – Sectiune sagitala la nivelul vermisului

In urmatorul grafic am analizat evaluarea elementelor mentionate din ecografia 2D si din volumele 3D obtinute in timpul examinarii, evaluare ulterioara a volumelor obtinute – la 48 ore (figura 22). Rezultatele pe elementele standard au fost extrem de apropiate, aratand fiabilitatea ecografiei 3D in obtinerea elementelor de arhitectura a SNC examinate de rutina.

Figura 22 – Evaluare comparativa 2D/3D a diverselor structuri craniene

Scizura silviana (figura 23) este martorul ecografic al dezvoltarii circumvolutiunilor si migratiei neuronale. Evaluarea ei a fost posibila in 212 cazuri. Pentru acuratetea examinarii am masurat in toate cazurile in care a fost evaluabil unghiul format de santul silvian, acesta evoluand de la indentatie simpla la 15 saptamani trecand prin stadiul de unghi obtuz pentru ca de la 24 de saptamani sa se incadreze intr-un unghi ascutit.

Figura 23 – Scizura silviana

Am urmarit posibiliatea identificarii corecte a santului silvian de catre doi examinatori incepatori prin ecografie bidimensionala si tridimensionala la diferite varste de sarcina. Santul silvian prezinta un calendar ultrasonografic raportat la varsta gestationala:

Usoara indentatie la 15-17 saptamani;

La 17-20 saptamani se vizualizeaza un sulcus incandrabil intr-un unghi obtuz;

Modificarea unghiului din obtuz in ascutit la 24 saptamani.

Figura 24 – Examinarea 2D versus 3D a santului silvian

Evaluarea hipocampului (figura 25) a fost cea mai solicitanta din punct de vedere tehnic. Hipocampusul fetal incepe sa aiba un aspect similar hipocampusului adult de la 19-20 saptamani. Girusul dentat si cornul lui Ammon se pliaza in interiorul lobului temporal. Hipocampusul si subiculum se apropie, fiind separate doar de un sant hipocampic ingust. Aspectul acestuia dupa 19 saptamani putut fi obtinut prin ambele tehnici descrise anterior (Kerr si Gindes). Evaluarea la 15 saptamani a fost dificil de efectuat, obtinandu-se imagini cu rezolutie nesatisfacatoare datorita structurii extrem de fine a hipocampului la aceasta varsta si limitarilor in utilizarea tehnicilor aditionale de inbunatatire a imaginii la aceasta varsta de sarcina. Imaginile cu rezolutie buna au fost obtinute la feti intre 21 si 28 saptamani, in trimestrul III, rezolutia scazand simtitor transabdominal, singurele imagini fiind obtinute transvaginal acolo unde pozitia fatului a permis.

Figura 25 – Evaluarea tridimensionala a hipocampusului folosind tehnica L. Gindes

*hipocampus si fornix

Analiza rezultatelor in investigarea corpului calos

Studiul prospectiv:

Am analizat imaginile obtinute de catre ambele grupuri de examinatori: incepatori versus avansati. In grupul de incepatori, s-a obtinut o imagine corecta in 2D in 65,38% din cazuri si in 3D in 82,69% din cazuri. Artera pericalosala a fost obtinuta doar in 61,54% din cazuri, probabil datorita dificultatii in selectarea parametrilor Doppler corecti, cat si datorita pozitiei fetale inadecvate. In grupul avansatilor, s-a obtinut o imagine corecta a corpului calos in 82,69% din cazuri cu evidentierea arterei pericalosale in 80,77% din cazuri. Evaluarea 3D a avut rezultate superioare in ambele grupuri, grupul examinatorilor avansati realizand un procent de 94,23% (tabelul nr.4).

Tabel nr.4 – Studiu prospectiv- Distributia cazurilor la examinatorii incepatori si avansati

Diferenta dintre examinatorii avansati si incepatori a fost semnificativa statistic pentru acest grup de 52 de paciente in ceea ce priveste ecografia 2D, valoarea p pentru ambele teste Fisher exacte (p=0,0036) si a testului Z pentru proportii (p=0,0044), fiind sub valoarea cut-off-ului- 0,05. Diferenta este si mai mare in cazul ecografiei 2D Color Doppler (Fisher p=0,025, Z test p=0,030). Examenul 3D a evidentiat o diferenta intre cele 2 grupuri de examinatori, dar in mod surprinzator nesemnificativa statistic (Fisher p=0,061, Z test p=0,066); cu toate acestea se poate dovedi semnificativa, in cazul studierii unui lot mai mare de pacienti, deoarece valorile p au fost mai mici de 0,05.

Comparand separat diferentele dintre cele 3 tipuri de examinari efectuate de cele doua grupuri, am gasit diferente semnificative statistic doar intre examinarea 2D+Dopplet si 3D la ambele grupuri, pe cand in cazul examinarilor 2D vs. 2D Doppler nu s-a evidentiat nici o diferenta. Compararea 2D vs. 3D a relevat o diferenta statistica semnificativa I cazul grupului de incepatori (Fisher p=0,036, Z test p=0,044), si o diferenta nesemnificativa in cazul grupului de avansati (Fisher p=0,061, Z test p=0,066); in cazul celor din urma s-aar putea obtine o diferenta semnificativa daca ar creste lotul examinat, deoarece valorile p au fost mai mici de 0,05 (tabel nr.5).

Figura 26 – Studiul prospectiv – comparatia statistica intre grupul de incepatori si cel de avansati

Tabel nr.5. Studiul prospectiv- comparatia statistica intre grupul de incepatori si cel de avansati

Studiul retrospectiv:

Imaginile obtinute din volumele achizitionate au fost examinate de un observator neutru (NC), fara nici o informatie cu privire la grupul de provenienta a imaginilor studiate. Imaginile obtinute au fost salvate in format jpeg si au fost impartite in satisfacatoare, nesatisfacatoare sau neinterpretabile (tabel nr.6). O sectiune corecta a fost obtinuta in 81% din cazuri de catre incepatori si in 94% din cazuri de catre avansati.

Tabel nr.6 Studiul retrospectiv- Distributia cazurilor in functie de grupul de examinatori

Figura 27 – Studiul retrospectiv- Distributia cazurilor in functie de grupul de examinatori

Am mentionat rolul studiului retrospectiv in formarea dexteritatii necesare in manipularea volumelor tridimensionale. Intrucat studiile s-au efectuat in paralel, grupul de incepatori a beneficiat de software-ul 4Dview in imbunatatirea performantelor de examinare, putandu-se constata o imbunatatire a calitatii imaginilor in a doua parte a studiului (tabelul nr.7). Chiar si asa, cu toate ca acuratetea examinarii a crescut de-a lungul studiului, nu a existat o diferenta semnificativa statistic.

Tabelul nr 7. Imbunatatirea achizitionarii de volume de-a lungul studiului

Figura 28 – Imbunatatirea achizitionarii de volume de-a lungul studiului

3.2.1. EVALUAREA UTILITATII ECOGRAFIEI TRIDIMENSIONALE IN CAZURI PATOLOGICE

Am folosit pentru exemplificarea rolului ecografiei 3D patru cazuri diagnosticate în clinica Obstetrică Ginecologie I SCJU Craiova :

Caz 1: anencefalie ,

Caz 2: hidranencefalie,

Caz 3: malformație Arnold Chiari tip 2,

Caz 4: encefalocel.

Caz 1: anencefalie

Elemente de diagnostic :

Absenta cutiei craniene si in diverse masuri a structurilor supratentoriale

Evaluarea imagistica pune in evidenta:

Area cerbrovasculosa(stroma angiomatoasa ce acopera defectul cranian)

Protruzia globilor oculari

Excesul lichidului amniotic

Figura 29 – Anencefalie (imagini 3D)

Utilitatea evaluarii 3D:

Impactul principal este in informarea si consilierea pacientei cu ajutorul imaginilor si filmelor 4D cu privire la patologia descrisa.

Caz 2: hidranencefalie

Elemente de diagnostic:

Distrugerea completa a structurilor cerebrale

Evaluarea imagistica pune in evidenta:

Spatiul supratentorial ocupat de lichid

Falx prezent

Fosa cerebrala posterioara cu aspect normal

Figura 30 – Hidranencefalie TUI

Figura 31 – Hidranencefalie – aspecte 2D

Utilitatea evaluarii 3D:

Ajutorul in diagnosticul diferential cu :

Hidrocefalia

Holoprosencefalia

Schizenecefalia

Caz 3: malformație Arnold Chiari tip 2

Hernierea trunchiului cerebral asociata invariabil cu defefecte de tub neural (spina bifida)

Evaluarea imagistica pune in evidenta:

Evidentierea “banana sign” la nivelul fosei cerebrale posterioare

Evidentierea craniului in forma de lamaie

Ventriculomegalie

Obliterarea cisterna magna

Demonstrarea defectului la nivelul coloanei

Utilitatea evaluarii 3D:

In evaluarea modificarilor structurilor cerbrale

In demonstrarea defectetului spinal

In consilierea pacientei : defectul la nivelul coloanei poate fi demonstrat prin imagini sugestive ale spatelui fetal

Figura 32 – Malformație Arnold Chiari tip 2 (aspecte 2D si 3D)

Caz 4: encefalocel

Hernierea tesutului cerebral prin defectul de la nivelul cutiei craniene

Evaluarea imagistica pune in evidenta:

Evidentierea tesutului cerebral herniat

Modificarea giratiei in parenchimul ramas intracerebral

Ventriculomegalie

Demonstrarea defectului osos

Figura 33 – Encefalocel (aspecte 2D si 3D)

Utilitatea evaluarii 3D:

In evaluarea dimensiunilor si rapoartelor encefalocelului

In demonstrarea defectului osos

3.2.2. CORELAREA INFORMATIILOR CU REZULTATELE STUDIILOR ANATOMO-HISTOLOGICE

Aspectul tesutului cerebral a prezentat aspecte diferite in functie de varsta sarcinii. In primul trimestru de sarcina dupa inchiderea tubului neural neuroblastele incep sa se diferentieze in celule neuroepiteliale formand stratul de celule germinale periventriculare. De aici neuronii migreaza sub piamater unde impreuna cu neuronii localizati la acest nivel vor forma al doilea strat de celule din care incepind cu saptamina a 15 se va forma substanta cenusie. In studiul nostru am avut un caz in varsta de 8 saptamini, 3 cazuri de 15 saptamini, 4 cazuri 19 saptamini, 6 cazuri intre 20 si 24 saptamani si 1 caz de 31 de saptamini, anencefal.

Evaluarea histologica a embrionului de 8 saptamani a fost utila in identificarea debutului dezvoltarii cito-arhitecturale si organizationale ale creierului. In aceasta etapa, am obtinut putine informatii morfologice, un creier imatur cu ventriculul III si lateral dilatat. Pe sectiuni histologice seriate, am identificat hipocampusul si plexurile coroide dilatate. Toate aceste modificari au un corespondent macroscopic- cresterea extremitatii cefalice, corespondent vizibil ecografic.

Fetii cu varste gestationale cuprinse intre 15 si 17 saptamani au prezentat poli fetali frontali si temporali dilatati separati de o fisura longitudinala centrala larga. In sectiunile colorate HE, am identificat straturile celulare, celulele piramidale imature apartinand substantei cenusii, cu un pattern columnar, alternand cu arii acelulare. Nici o alta forma de celule nu a putut fi identificata la aceasta varsta gestationala. Comparand sectiunile din ariile distale cu cele din ariile proximale, am identificat un procent mai mare de celule piramidale in cazul ariilor distale.

Fetii cu varste gestationale intre 20-24 de saptamani, au prezentat un numar mai mare de celule piramidale, dentrite si comparativ cu embrionii mai mici, am constatat o expansiune a substantei cenusii, prin ingrosarea stratului celular.

In evaluarea aspectelor histologice ale plexurilor coroide am urmarit clasificarea lui Netsky si Shuangshoti in cele patru stadii, in functie de aspectul epitliului si al stromei. Stadiul I apare intre saptamana 7-9 de gestatie, stadiul II in saptamanile 9-16, stadiul III in saptamanile 17-29, iar stadiul IV de la saptamana 29. Majoritatea cazurilor au fost incluse in stadiile II si III, iar singurul caz apartinand stadiului IV, a fost de asemena si singurul caz cu modificari patologice (prezenta de chisturi de plexuri coroide).

Un singur caz a prezentat neuroepiteliu pseudostratificat inalt cu nuclei elongati, situati central si stroma laxa si a apartinut stadiului I.

In cele 3 cazuri apartinand stadiului II, am identificat prezenta unui epiteliu coroidal predominant cilindric cu nuclei dispusi la polul apical si prezenta de citoplasma clara bazal, datorata prezentei glicogenului, zonal cu aspect pseudostratificat, mai ales la nivelul clefturilor interlobulare. Stroma laxa a prezentat o cantitate redusa de fibre conjunctive cu dispozitie predominant perivasculara, vase hiperemiate cu continut eritrocitar in lumen.

Figura 34 – Plexuri coroide cu epiteliu cilindric cu nuclei apicali si citoplasma clara bazal (HE)

Figura 35 – Plexuri coroide stadiul II cu stroma laxa (HE)

In cele 10 cazuri apartinand stadiului III am identificat prezenta unui epiteliu cu continut glicogenic scazut, cu nuclei dispusi apical, dar si situati central, prezenta de clustere de celule epiteliale ce au strabatut membrane bazala. Stroma a prezentat o cantitate mai mare de tesut conjunctiv si vase cu continut hematic (figura 36).

Figura 36 – Plexuri coroide stadiul III cu lobulatie marcata cu prezenta de vili primari (HE)

Intr-un singur caz am identificat prezenta unor structuri chistice tapetate de epiteliu cubic, cu prezenta focala de vacuole citoplasmatice ceea ce sustine originea coroidala a leziunii si colagen dispus subepitelial. In acest caz am identificat prezenta unei anomalii anatomice asociate – anencefalie (figura 37).

Figura 37 – Anencefalie – structuri chistice tapetate de epiteliu cubic (HE)

Organizația citoarchitecturala a cortexul cerebral uman începe in saptamana 7 de dezvoltare. Creierul este destul de imatur, ventriculii laterali și terțiari prezinta dimensiuni mari, mantaua corticala este foarte subțire și pot fi identificate rudimente ale hipocampusului și lobului piriform. Sistemul capilar anastomotic pial prezinta celule roșii nucleate și acoperă întregul cortex cerebral avascular in fazele incipiente de dezvoltare. Se poate identifica dezvoltarea vaselor mici intrinsece la nivelul stratului primordial. Expansiunea corticalei cerebrale si a ventriculilor, precum si extinderea hipocampusului si a plexurilor coroide, se traduce prin aspectul ecografic de cap marit cu proeminenta frontala. Cel mai cunoscut sistem de tip excitatie- inhibitie este format intre neuroni piramidali și celulele lor corespunzătoare de inhibare de tip basket. Aceasta asociere neuronale unica a fost descrisa inițial în cerebel, hipocamp, și cortexul cerebral.

Identificarea fisurii primare a fost posibila incepand cu saptamana a 8-a de gestatie. Initial am identificat fisura longitudinala primara ce separa cele doua emisfere cerebrale. Celelalte fisuri primare, cum ar fi fisura Sylviana sau fisura parieto-occipitala au putut fi identificate la 2 din cei 3 feti cu varsta gestationala de 15 saptamani si la toti fetii cu varsta gestationala mai mare.

Examenul imunohistochimic

Pentru evidentierea celulelor gliale am utilizat GFAP (figura 37). Este un marker citoplasmatic ce marcheaza astrocitele si a fost pozitiv in 13 cazuri cu varsta cuprinsa intre 15 si 24 de saptamani . Nu am identificat in niciunul din cazuri imunomarcaj pentru GFAP la nivelul plexurilor coride. Ki 67 este un marker nuclear, indicator al ciclului celular si este identificat in celulele neuroepiteliale asociate cu fazele G1, G2, G3 ale ciclului celular. El a fost slab pozitiv in putine celule in cazul embrionului de 8 saptamini si a fost intens pozitiv in 12 cazuri (15-24 saptamini) si negativ intr-un caz.

Figura 37 – Parenchim cerebral pozitiv pentru GFAP

Antigenul neuronal nuclear (NeuN) este o proteina specifica pentru neuronii postmitotici. In studiul de fata, am identificat citoplasma focala si pozitivitate nucleara in neuronii maturi.

La nivelul sistemului capilar anastomotic pial s-au evidentiat hematii nucleate. Acesta acopera intreg cortexul cerebral si este avascular in stadiile timpurii de dezvoltare. Aceste schimbari devin vizibile din saptamana a 8-a si au fost evidentiate cu ajutorul markerilor CD34 .

Sectiunile efectuate la embrionii de peste 15 saptamani au permis identificarea plexurilor capilare anastomotice, vase perforante ce strabat substanta cenusie pentru a se uni in stratul piramidal celular.

Markerul vascular CD34 (figura 39) a fost intens pozitiv in vasele plexurilor coroide in special in stadiile II si IV, in interiorul piamater si focal pozitiv in tesutul cerebral, cu densitate vasculara variata (numar de vase/mm2), in functie de varsta gestationala- numarul de vase creste proportional cu varsta gestationala.

Figura 38 – Parenchim cerebral pozitiv pentru anti-NeuN

Figura 39 – Parenchim cerebral pozitiv pentru CD34

DISCUTII

Dezvoltarea cerebrala este un proces complex ce este influentat de factori intrinseci si extrinseci. Factorii intrinseci sunt reprezentati de codul genetic care dirijeaza dezvoltarea circuitelor neurale si factori extrinseci reprezentati de influentele externe care incep din viata intrauterina si continua pe parcursul vietii. Dezvoltarea incepe cu formarea tubului neural, urmata de migrarea neuronala, procesele de diferentiere si formarea sinapselor17,18,21.

In stadiile primare ale dezvoltarii creierului, datorita moleculelelor cu rol in semnalizarea celulara, un rol important il are proteina DPP/Bmp, tesutul neuroectodermal. Ecografia este in prezent o metoda de rutina in evaluarea intrauterina a dezvoltarii fetale, atat datorita sensibilitatii cat si accesibilitatii si costului redus comparativ cu alte metode de investigatii. In cazul ecografiei sistemului nervos central, evaluarea in planuri ortogonale cu ajutorul ecografiei 3D permite analiza anatomiei navigand in cele trei planuri (coronal, sagital si axial). Mai multe tehnici de ecografie 3D au fost descrise in investigarea SNC, fara a fi incorporate in ecografia de rutina. Plexurile coroide, talamusul si cerebelul reprezinta elemente standard in examinarea anatomiei in trimestrul doi de sarcina si pot fi vizualizate cu ajutorul ecografiei 2D, dar o examinare completa poate necesita o examinare 3D. Hipocampul si fisura silviana sunt elemente de neurosonografie avansata, ce nu fac parte din examinarea de rutina si pot necesita ecografie bi sau tridimensionala si un examinator cu experienta in neurosonografie. Elementul central este abilitatea de a detecta abateri (chiar minore) de la normal deoarece la nivel cerebral acestea pot avea un impact major pentru fat21.

Explorarile imagistice, completate cu studiul morfologic/histologic, ne aduc informatii importante despre evolutia sistemului nervos central pe parcursul sarcinii. Dar, evaluarea histologica a dezvoltarii creierului uman, necesita accesul la tesut cerebral nedegradat, recoltat postmortem, ca atare criteriile etice limiteaza studiile experimentale , majoritatea studiilor din literatura fiind doar de tip observational ca acesta inclus in lucrare. In studiul nostru am obtinut fragmente de tesut cerebral fixate in formol, care ne dau informatii despre arhitectura histologica si celulara20.

Organizarea arhitecturii crebrale incepe in saptamana a saptea de dezvoltare. Creierul este imatur, ventriculii cerebrali (ventriculul trei si ventriculii laterali) ocupa cea mai mare parte, mantaua corticala este foarte subtire si stadii preliminare rudimentare ale hipocampului si lobilor piriformi pot fi identificati. Aceste modificari au fost evidentiate si in studiul nostru, la embrionul de 8 saptamani22. Schimbarie histologice identificate – dezvoltarea cortexului cerebral si a ventriculilor la fel ca a hipocampusului si plexurilor coroide – sunt traduse in aspectul ecografic prin marirea polului cefalic.

Plexuri coroide, parte a sistemului ventricular, deriva din piamater (leptomeninge), la granita dintre doua sisteme (circulator si lichidul cerebrospinal) si are ca scop principal producerea si controlul lichidului cefalorahidian. Din punct de vedere embriologic, plexurile coroide se dezvolta din partea mediala si anterioara a ventricululor cerebrali anteriori (viitorii ventriculi laterali)23. Desi prezenti de la 6-7 saptamani (varsta menstruala), nu sunt suficient de mari si de ecogeni sa fie evidentiati ecogrfic. In studiul nostru au fost identificati in saptamana 8 – varsta menstruala. La 9 saptamani, plexurile pot fi vazute la nivelul ambilor ventriculi laterali. Intre 9 si 11 saptamani plexurile coroide acopera cea mai mare parte a suprafetei planului transventricular. Pe masura ce sarcina avanseaza, raportul intre plexurile coroide si ventriculi scade. Pe masura ce ventriculi se dezvolta, plexurile coroide ocupa atriumul, “imbratisand “ talamusul. Un mediu ventricular stabil este foarte important pentru pentru mentinerea functiei neuronale si joaca un rol important in transportul electrolitilor (Na, K, Cl, HCO3) prin epiteliul plexurilor coroide.

Studiul imunohistochimic al plexurilor coroide au relevat prezenta structurilor vasculare datorita aparitiei markerului CD34 pozitiv si absentei markerului GFAP, similar cu rezultatele din literatura de specialitate. GFAP este util in diagnosticul diferential al structurilor normale cu tumorile de plex coroid24.

Talamusul este o structura cerebrala apartinand diencefalului cu o multitudine de functii motorii, senzitive si neuropsihiatrice. Poate fi vizualizat ecografic de la 10-11 saptamani. In trimestrul al doilea. Anomaliile talamice detectate in trimestrul intai si al doileasunt de obicei asociate cu anomalii cerebrale severe. Talamusul a putut fi examinat cu ajutorul ecografiei 2D si 3D, fiind o structura extrem de accesibila. Nu s-au obtinut informatii suplimentare la examinarea 3D comparativ cu cea 2D17,19,20.

Evaluarea cerebelului are drept obiectiv excluderea patologiei cu prognostic nefavorabil, cum ar fi sindromul Dandy-Walker, dar si anomaliile de vermis, de dimensiune – hipoplazie de vermis, si de rotatie – chistul pungii lui Blake21. Elementele pe care le-am urmarit in studiul nostru au permis evaluarea atat a emisferelor cerebeloase cat si a vermisului, cu scopul de a le folosi drept metode in screening-ul anomaliilor de fosa cerebrala posterioara.

Evaluarea procesului de formare a fisurii Sylviene poate fi utila in aprecierea dezvoltarii normale a cortexului, si in depistarea timpurie a unor conditii patologice precum lisencefalia. Fisura Sylviana poate fi vizualizata atat cu ajutorul ecografiei cu rezolutie inalta 2D cat si cu ajutorul rezonantei magnetice, incepand cu saptamana 15-16. Fisura sylviana isi modifica aspectul ecografic in functie de varsta gestationala, dupa un calendar ecografic caracteristic:

Usoara indentatie la 15-17 saptamani;

La 17-20 saptamani se vizualizeaza un sulcus incandrabil intr-un unghi obtuz;

Modificarea unghiului din obtuz in ascutit la 24 saptamani.

Aceste modificari caracteristice au fost observate si in studiul nostru.

Anomatiile de formare a hipocampusului au fost descrise intr-o multitudine de situatii patologice precum : agenezia de corp calos, lizencefalia, holoprozencefalia, epilepsia lobului temporal, autismul boala Alzheimer, evaluarea sa generand un interes crescut17. Printre primele studii privind hipocampusul publicate de Kier et al. in 1997, au realizat o cronologie a dezvoltarii hipocampusului din saptamana a 13-a pana in saptamana 24, cu ajutorul RMN-ului. Am urmarit acelasi obiectiv, si am obtinut rezultate similare – ecografia 3D a fost utila in obtinerea unor imagini cu hipocampusul, acolo unde ecografia 2D a esuat.

Absenta imunoreactiei pentru NeuN in cazurile studiate, s-a tradus nu prin pierderea de neuroni, ci prin viabilitatea scazuta a acestora, datorita unor conditii nefavorabile, cum ar fi hipoxia sau ischemia cerebrala. Evaluarea densitatii vasculare cu ajutorul markerului CD34, a evidentiat un numar mai mare de vase in cerebel si talamus, in special pe sectiunile de embrioni de varste gestationale mici, exceptie facand plexurile coroide, unde numarul de vase a crescut proportional cu varsta gestationala, pana cand substanta cenusie devine cea mai vascularizata regiune a corpului uman23. Identificarea structurilor capilare meningeale reprezinta un pas important in evaluarea creierului fetal, datorita rolului acestora in dezvoltarea si organizarea structurala a cortexului cerebral.

Ecografia 2D este in prezent considerata “standardul de aur” in evaluarea imagistica a sistemului nervos fetal. Calitatea imaginii este superioara celei obtinute din recompunerea volumelor 3D si permite evaluarea in timp real cu sau fara examinare Doppler; nu necesita sonde volumetrice mult mai costisitoare si nici software aditional20. Dezavantajul major al acesteia este acela ca necesita o pozitie buna a fatului – in cazul examinarii corpului calos, este nevoie de o sectiune mediana adecvata. Obtinerea acesteia, poate fi consumatoare de timp, sau poate necesita manipularea fatului, lucru dificil de efectuat de incepatori, si nu intotdeauna dezirabil.

In studiul nostru, examinatorii au fost rugati sa nu manipuleze fatul, pentru evitarea favorizarea grupului de avansati (incepatorii gasesc dificila aceasta manevra), dar si pentru a evita incidente de nedorit consecutive unor manevre incorecte si brutale.

Beneficiile ecografiei 3D in examinarea sistemului nervos central, constau in posibilitatea de evaluarii in 3 planuri ortogonale simultane a unei structuri, lucru imposibil in cazul ecografiei 2D17,20.

Software-uri aditionale, precum VCI (volume contrast imaging) permit obtinerea unei sectiuni dintr-un volum dat, a carei grosime este prestabilita de examintor ( ex. 2mm, 5mm, etc). Rezultatul este obtinerea unei imagini cu un zgomot de imagine mai redusa si un contrast superior sectiunilor 2D si 3D nativ21.

TUI (tomographic ultrasound imaging) este o metoda noua de dispunere a imaginii dintr-un volum 3D, permitand vizualizarea simultana a unor sectiuni multiple a unei seciuni predefinite21.

Cele doua software-uri sunt folosite aproape exclusiv de catre examinatori experimentati, deci imagini mai bune si viteza de achizitie a imaginii mai mare.

In ceea ce priveste dezavantajele ecografiei 3D in examinarea corpului calos, urmatoarele aspecte necesita mentionate:

este dificila diferentierea dintre corpul calos si CSP inferior – numai cu o vizualizare optima a corpului calos poate fi diferentiata ca o linie anecogena localizata intre CSP si linia mediana superioara.

umbrirea portiunii posterioare este posibila in pozitiile dificile. Unele studii acorda o importanta deosebita ecografiei 3D datorita faptului ca reduce dependenta de calitatile examinatorului – un algoritm bazat pe tehnologia Omni View a folosit volume pentru obtinerea toate sectiunilor standard, inclusiv vizualizarea corpului calos.

Alte aspecte demne de mentionat sunt motivele pentru care ne concentram atentia asupra corpului calos – in primul rand vizualizarea corpului calos nu face parte din examinarea ecografica de rutina din trimestrul al doilea, in al doilea rand patologia asociata cu anomaliile de corp calos au un impact majos asupra dezvoltarii intelectuale a copilului, de aceea, parintii ar trebui sa beneficieze de diagnosticul prenatal al acestei entitati patologice. Intr-un studiu efectuat de Ghi and co. 50 % din parintii care s-au confruntat cu un diagnostic precum agenezia de corp calos, au optat pentru intreruperea electiva a sarcinii.

Utilizarea tehniclor mentionate a permis analiza superioară a cazurilor prin utilizarea de incidente inaccesibile ecografiei bidimensionale, care sunt mult mai sugestive si sustin mai bine diagnosticul. Imaginile 3D au fost mai sugestive pentru paciente si au ajutat in consiliere.

CONCLUZII