SAUMB. Nuevas técnicas en ultrasonido tridimensional. New Techniques in 3D Ultrasound

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1 SAUMB ARTÍCULO ORIGINAL REV ARG DE ULTRASONIDO ; Vol 12 N 3 Nuevas técnicas en ultrasonido tridimensional New Techniques in 3D Ultrasound Daniel Cafici * La incorporación del ultrasonido (US) tridimensional (3D) ha tenido un gran impacto en la práctica obstétrica permitiendo visualizar estructuras anatómicas fetales, en especial la cara, de una manera mucho más real, lo cual ha demostrado tener gran importancia en el vínculo prenatal. Pero más allá de poder adquirir excelentes imágenes superficiales, la técnica 3D permite ver el plano ortogonal y navegar libremente a través del volumen obtenido. En la actualidad un gran número de equipos de ultrasonografía cuentan con capacidad tridimensional de última generación, y varios de ellos disponen de software adecuado para efectuar un número muy importante de operaciones sobre el volumen obtenido. Sin embargo, muy frecuentemente, el manejo que efectuamos de la ecografía 3D se encuentra limitado a la obtención de imágenes de la superficie fetal desperdiciando una importantísima cantidad de recursos adicionales. El propósito de este artículo es brindar al lector una descripción clara y una comprensión sencilla de las diferentes herramientas de las que dispone en su equipo 3D con el propósito de que las pueda incorporar a su práctica clínica o a la investigación. * Director de Docencia e Investigación. Sociedad Argentina de Ultrasonografía en Medicina y Biología. dancafici@gmail.com Recibido: marzo 2013; corregido y aceptado: mayo 2013 Principios técnicos La base del ultrasonido 3D consiste en la adquisición de un volumen partiendo de un plano bidimensional para luego procesarlo de diferentes maneras. Precisamente revisaremos en este artículo las diferentes formas de procesamiento de las que disponemos. Para adquirir un volumen se debe recorrer o barrer un sector determinado de la anatomía fetal que puede ser todo el embrión en el primer trimestre o la cabeza fetal, por ejemplo, en el segundo o tercer trimestre. Esta adquisición se puede realizar en forma manual desplazando el transductor sobre la región que se desea adquirir o más comúnmente de manera automática mediante el uso de un transductor mecánico. Para la adquisición de la imagen se puede modificar el tamaño de la caja en los tres sentidos, como así también variar la velocidad de captura. Desde ya que las capturas rápidas otorgarán una menor calidad de imagen posterior pero soslayan la presencia de movimiento. El operador elegirá el tamaño de la caja y la velocidad de la captura dependiendo de que parte de la anatomía fetal esté explorando. Procesamiento clásico Una vez obtenido el volumen, éste puede ser procesado de múltiples maneras para poder extraer diferente información. La forma más clásica y ampliamente conocida es la denominada rendimiento de superficie donde se observa la superficie del feto siendo esta modalidad muy ampliamente utilizada en obstetricia para observar la cara fetal (Figura 1). Otra manera tradicional de estudiar un volumen

2 137 Hace ya casi diez años aparecieron dos herramientas muy útiles y de sencilla aplicación para el manejo de los volúmenes. Las mismas incluían al sistema de cortes múltiples y al de corte oblicuo agrupados bajo la denominación imagen 3D extendida. En los equipos de ultrasonido estas facilidades pueden aparecer bajo la denominación de multislice view (para cortes múltiples) y oblique view (para vista oblicua). Más recientemente se agregaron nuevas variantes que brindan alternativas adicionales para el procesamiento y visualización de los volúmenes. Entre ellos, los de mayor interés, son la vista oblicua extendida (Oblique View Extended u OVIX), y la translucencia nucal automática. Figura 1 Figura 2 es mediante el rendimiento multiplanar. En esta modalidad, a partir del volumen obtenido, se despliegan tres planos ortogonales de manera simultánea (Figura 2). Volumetría tridimensional La metodología convencional para un cálculo de volumen implica la determinación de tres medidas ortogonales en dos cortes bidimensionales y la aplicación de una fórmula de volumen para elipses (Figura 3). Sin embargo esta estimación, muy reproducible en formas esféricas regulares, pierde valor cuando la estructura en cuestión no es simétrica. Los equipos con tecnología tridimensional cuentan con la posibilidad de efectuar un cálculo de volumen de un órgano determinado a través de la medición del volumen obtenido tomando en cuenta diferentes cortes del mismo. Esto se logra efectuando secciones múltiples mediante la rotación del volumen. La cantidad de secciones las asigna el operador estableciendo el intervalo en grados entre un corte y el siguiente. Desde ya que cuanto mayor sea el número de rotaciones más será la precisión en la estimación del volumen. Esta metodología se denomina VOCAL TM a partir de sus siglas en inglés: Virtual Organ Computer- aided AnaLysis. En las Figuras 4 y 5 se ilustra la obtención de un volumen a partir de la utilización de la técnica VOCAL. Más recientemente se ha introducido el XI VO- CAL TM (extended Imaging Virtual Organ Computeraided AnaLysis) que consiste en una variante del VOCAL en el que se muestran las imágenes de los planos de corte paralelos simultáneamente en la pantalla (Figuras 6 y 7 A-B). Nuevas formas de procesamiento del volumen Figura 3

3 138 SAUMB - REV ARG DE ULTRASONIDO ; Vol 12 N 3 Figura 7A Figura 4 Figura 7B Figura 5 Descripción de los principales métodos de exploración de volúmenes Vamos a desarrollar en esta sección la mecánica de utilización de las principales herramientas para el estudio de volúmenes tridimensionales. Figura 6 Rendimiento de superficie El rendimiento de superficie permite, utilizando un adecuado umbral de filtro, extraer la imagen del feto, debido a sus altos niveles de grises y, entonces, proyectarla brindando una visión tridimensional. Esta modalidad permite obtener imágenes fetales de excelente calidad y realismo (Figuras 1 y 8). No solamente la superficie externa del feto puede ser explorada sino que también se pueden apreciar otras estructuras de la anatomía fetal (Figura 9). En esta variante se pueden lograr imágenes diferentes, según el

4 139 procedimiento que se utilice. Por ejemplo, mediante una intensidad máxima de proyección, donde sólo los máximos valores de grises son proyectados, se puede obtener la imagen del esqueleto fetal (Figura 10). Rendimiento multiplanar La reconstrucción o rendimiento multiplanar permite apreciar los tres planos de un volumen (sagital, axial y coronal) de manera simultánea y modificando la altura de sección según sea necesario. Por ejemplo, si se obtuvo un volumen partiendo desde el plano sagital, se observarán también el plano axial y el coronal (Figura 2). El operador puede entonces desplazarse por uno de los planos en cualquier sentido y se verán los cambios correspondientes en los otros dos. En cada una de los planos se encuentra un punto que sirve de orientación ya que señala la misma estructura en cada uno de los planos. En la pantalla se verán desplegadas las imágenes correspondientes a estos planos y el punto se situará en la estructura que deseemos visualizar en los tres diferentes planos. Esta técnica permite al operador identificar una estructura que reconoce más fácilmente en un plano determinado, que en los otros dos planos. El plano de navegación es escogido libremente por el operador y generalmente mediante una combinación de desplazamiento en dos planos se logra ubicar la estructura deseada. Figura 8 Figura 9 Visión de múltiples cortes (Multislice view) Mediante esta aplicación se efectúan de manera automática múltiples cortes paralelos de un volumen en el plano deseado. El operador puede modificar el plano de referencia y el espesor del corte (0,5 a 5 mm) y el número de imágenes mostradas en una pantalla (1x1, 2x1, 3x2, 4x3 o 6x4). También, como en todas estas aplicaciones, se pueden magnificar y rotar las imágenes en diferentes sentidos (Figuras 11 y 12). La utilidad de la visión de cortes múltiples consiste en la posibilidad de poder obtener el corte más adecuado para la identificación de determinada estructura anatómica y además relacionarla con órganos. Vista oblicua (Oblique view) Consiste en el examen de un plano no convencional de un volumen. El plano de observación deseado puede ser recto o curvo ya que el operador tra- Figura 10 za libremente la línea deseada. Esto permite poder apreciar a partir de un corte determinado el plano perpendicular al mismo. Adicionalmente es posible

5 140 SAUMB - REV ARG DE ULTRASONIDO ; Vol 12 N 3 navegar el volumen en diferentes cortes y planos de sección (Figuras 13 y 14). La posibilidad de efectuar un trazo curvo es de utilidad sobre todo para sectores del cuerpo fetal cuya morfología no es recta como son la columna vertebral y el paladar, por ejemplo. Vista oblicua extendida (OVIX) Consiste en una variante de la vista oblicua en la que se despliega el corte pero tomando un mayor espesor del mismo. El espesor puede ser variado por el operador (Figura 15). Figura 11 Translucencia nucal automática El ultrasonido 3D puede ser de utilidad en la identificación de la translucencia nucal (TN). La adquisición del plano correcto para identificarla de volumetría tridimensional puede efectuarse mediante diferentes técnicas como ser el rendimiento multiplanar, la visión de múltiples cortes o mediante la incorporación más reciente, la medición automática de la TN. Para las tres variantes la primera condición necesaria consiste en la obtención de un volumen del feto de adecuada calidad y que no se encuentre muy distante preferentemente menos de 30º del plano sagital medio y con una adecuada visualización de la región de la Figura 12

6 141 Figura 13 Figura 14 nuca ya que básicamente el manejo de software será de utilidad en la optimización del plano sagital medio más preciso sin poder recrear imágenes que no hayan sido correctamente adquiridas en el volumen. Una vez obtenido el volumen, mediante el rendimiento multiplanar se observarán los tres planos ortogonales y se podrá rotar la imagen en alguno de ellos -preferentemente el axial o sagital- para ubicar el plano sagital medio adecuado. Luego se puede proceder a magnificar la imagen y efectuar la medición. Si se utiliza la visión de múltiples cortes, entonces, se seleccionará en la sucesión de cortes sagitales el que mejor represente el plano sagital medio y se procederá a magnificarlo y a medir la TN (Figura 16). La tercera variante se realiza a través de un software incorporado en diferentes equipos de ultrasonografía que brinda la posibilidad de facilitar la obtención y medición automática de la TN. En algunos esta herramienta se limita a precisar el sitio de mayor espesor de la misma y ubicar correctamente los calipers. Pero también es posible obtener de manera automática el plano sagital medio mediante un software diseñado a tal efecto (Volume NT TM ) e incorporado en algunos sistemas de ultrasonido tridimensional. Este software permite, a partir de un volumen, detectar automáticamente el plano sagital medio exacto (Figuras 17-19). Además, una vez obtenido el plano sagital medio se pueden agregar otras herramientas como el corte oblicuo para seguir trabajando sobre diferentes partes del volumen. Vista oblicua múltiple y visión oblicua extendida múltiple (Multi OVIX) Figura 15 Permite trazar sobre el plano de un volumen múltiples líneas que despliegan los cortes correspondientes de manera simultánea. A su vez se puede basar en la vista oblicua tradicional que involucra un plano de sección o la vista oblicua extendida que, como se explicó, representa un espesor mayor (Figura 20). Aplicaciones clínicas de las técnicas de procesamiento de volúmenes Si bien existe en la literatura un número importantísimo de artículos que señalan la aplicación del ultrasonido 3D en casi todos los aspectos de la anatomía fetal normal y anormal nos referiremos acá a las aplicaciones más comunes de estas herramientas en obstetricia. La medición de volúmenes es útil en la práctica clínica y puede ser de utilidad en el diagnóstico o predicción de patología. En obstetricia se han efectuado estudios del volumen del saco gestacional con el pro-

7 142 SAUMB - REV ARG DE ULTRASONIDO ; Vol 12 N 3 Figura 16 pósito de correlacionarlo con la vitalidad y evolución de la gestación habiéndose establecido valores de referencia percentilados para el volumen del saco gestacional, saco vitelino y embrión. Se ha propuesto que el volumen del saco gestacional y de la cavidad amniótica no resultan de utilidad para predecir aborto en pacientes con metrorragia en el primer trimestre de la gestación aunque tal vez podrían ser de utilidad en la predicción de resultado perinatal. También se ha calculado el volumen del embrión en fetos normales y con anomalías cromosómicas. En estos últimos se observó que el volumen se encuentra simétricamente disminuido en casos de trisomía 21 y monosomías mientras que en aquellos casos de Figura 17 Figura 18

8 143 Figura 19 Figura 20 triploidías y trisomías 13 y 18 se observa una restricción de crecimiento intrauterina asimétrica con un mayor compromiso del tronco en relación a la cabeza. Adicionalmente se ha reportado que el peso fetal al nacer se correlaciona mejor con el volumen del embrión que con la longitud embrionaria máxima pudiendo ser de utilidad en la predicción de fetos macrosómicos o de bajo peso para la edad gestacional. La evaluación del volumen placentario podría ser de utilidad en el asesoramiento de riesgo de anomalías cromosómicas en el primer trimestre. Metzenbauer y cols. encontraron un cociente placentario (volumen de la placenta evaluado mediante ultrasonido 3D y la longitud cráneo-caudal) disminuido en fetos con anomalías cromosómicas. Los mismos autores informan una correlación positiva entre el volumen placentario en el primer trimestre y el peso en el nacimiento. Hafner y cols. encontraron una mayor incidencia de velocimetría Doppler anormal de las arterias uterinas en aquellos fetos con placentas pequeñas en el primer trimestre, sugiriendo que la evaluación del volumen de la placenta en el primer trimestre podría ser de utilidad para sospechar una invasión trofoblástica anormal. Recientemente se ha comunicado que adicionando la medición del volumen placentario mediante ultrasonografía tridimensional y el dosaje de proteína plasmática A asociada al embarazo (PAPP A) a las características maternas puede mejorar la predicción de bajo peso o macrosomía. En el tórax se ha determinado la volumetría pulmonar mediante la técnica VOCAL TM para evaluar su efectividad en comparación a la establecida mediante métodos convencionales, así como para desarrollar valores de referencia y valorar la efectividad de la técnica en el diagnóstico de hipoplasia pulmonar Moeglin y cols. no encontraron diferencias significativas en la evaluación del volumen pulmonar entre la evaluación mediante imágenes bidimensionales y la aplicación de fórmulas y la evaluación tridimensional. En el mismo sentido, Kalache y cols. reportaron que la volumetría mediante VOCAL del volumen pulmonar resultó ser menos reproducible. Más recientemente, Vergani y cols. proponen que la volumetría pulmonar fetal mediante ultrasonografía tridimensional es de utilidad en la predicción de hipoplasia pulmonar mientras que Kehl y cols. encontraron una buena correlación entre la medición del volumen pulmonar en fetos con hernia diafragmática mediante US 3D o resonancia magnética cuando se usa un ángulo de rotación no mayor a 6º (90). Probablemente sea la mejora tecnológica en los equipos de ultrasonido lo que determine estos cambios de resultados tomando en cuenta el tiempo transcurrido entre estas opiniones. Las hendiduras del labio o del reborde alveolar se pueden diagnosticar de manera sencilla con ultrasonografía convencional bidimensional, sin embargo el paladar secundario es de muy difícil evaluación debido a su forma cóncava y al hecho de encontrarse rodeado de estructuras óseas que producen sombra y generan artefactos. Por ese motivo el US3D constituye una alternativa útil sobre todo si se puede trazar una línea curva para la captura del volumen. Para la evaluación del paladar el rendimiento multiplanar y la vista oblicua constituyen las mejores alternativas (Figuras 21-24). En el primer trimestre, Sepúlveda y cols. describieron el triángulo retronasal que captura simultáneamente el reborde alveolar y los procesos frontales

9 144 SAUMB - REV ARG DE ULTRASONIDO ; Vol 12 N 3 Figura 21 Figura 22 Figura 23 Figura 24 de la maxila en un plano coronal, permitiendo evaluar el paladar primario (Figuras 25 y 26) y también reportaron la posibilidad de examinar el paladar secundario mediante la navegación de volúmenes previamente obtenidos. Para este propósito el corte oblicuo constituye la metodología de elección. Recientemente hemos descripto la utilidad de la utilización del algoritmo de medición automática de la TN (Volume NT TM ) combinado con el método de vista oblicua (OV) (Oblique View) y vista oblicua extendida u OVIX (Oblique View Extended) para evaluar el paladar fetal durante el primer trimestre. La misma consiste en obtener en primer término un corte medio sagital estricto a partir de un volumen utilizando el Volume NT TM para luego adquirir cortes ortogonales mediante el uso de OV u OVIX. Una vez adquirida la imagen del paladar el mismo puede ser recorrido movilizando la línea de referencia en la imagen También es posible mediante la medición automática de la TN identificar el hueso nasal, el triángulo retronasal y la translucencia intracraneana, habiéndose establecido valores de referencia para la translucencia intracraneana a partir del examen de volúmenes tridimensionales. En el segundo trimestre, la ecografía 3D puede ser de utilidad en la identificación del plano sagital en el cerebro fetal para poder evaluar el cuerpo calloso, vermis del cerebelo y otras estructuras de la línea media (Figuras 27 y 28). También permite adquirir cortes axiales y coronales de la columna vertebral y colaborar en el diagnóstico de espina bífida sobre todo estableciendo el nivel y extensión de la lesión (Figuras 29 y 30). Adicionalmente puede colaborar en la evaluación de los surcos y cisuras del cerebro fetal. Las aplicaciones más utilizadas con este propósito son el rendimiento multiplanar, la vista oblicua y sus variantes y el modo de cortes múltiples. El rendi-

10 145 Figura 25 Figura 26 Figura 27 Figura 28 Figura 29 Figura 30 miento de superficie puede demostrar imágenes muy elocuentes. También durante el segundo trimestre es posible evaluar aspectos de la anatomía fetal mediante el manejo de volúmenes con el propósito de confirmar normalidad o colaborar con el diagnóstico de anomalías. Referencias 1. Cafici D, Sepúlveda W. Ultrasonido tridimensional en obstetricia. En: Cafici D, Mejides A, Sepúlveda W (Eds.): Ultrasonografía en Obstetricia y Diagnóstico Prenatal. Editorial Journal, Buenos Aires, Merz E, Bahlmann F, Weber G, et al. Three-dimensional ultrasonography in prenatal diagnosis. J Perinat

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