Postęp w dziedzinie przetworników ultradźwiękowych i technologii komputerowej umożliwił wizualizację struktur serca z doskonałą rozdzielczością przestrzenną i czasową w trzech wymiarach. Echokardiografia 3D dostarczyła nowych informacji na temat m.in. mechaniki serca i chorób zastawkowych serca. Z wyszukanego narzędzia badawczego, echokardiografia 3D przekształciła się w solidną metodę kliniczną, a kilka pomiarów pochodzących z 3D jest obecnie włączonych do aktualnych wytycznych klinicznych. Jednak powszechne stosowanie tej techniki jest utrudnione przez jej krzywą uczenia się. Obecna kolekcja metod JoVE ma na celu zebranie najnowocześniejszych protokołów pozyskiwania obrazów 3D i późniejszej analizy, aby ułatwić wykorzystanie echokardiografii 3D w badaniach i praktyce klinicznej. Autorzy są ekspertami i codziennymi użytkownikami tej techniki i obejmują krytyczne obszary oceny morfologii i funkcji lewej i prawej komory, żył płucnych oraz planowania proceduralnego korygowania komunikacji przedsionkowej lub zastawki mitralnej.
W swoim artykule Ujvari i współpracownicy starali się przedstawić krok po kroku protokół akwizycji i analizy objętościowej lewej komory serca i analizy śledzenia plamek1. Protokół koncentrował się głównie na praktycznych aspektach, które mogą zmaksymalizować wykonalność oceny lewej komory na podstawie echokardiografii 3D. Protokół ten jest szczególnie ważny, ponieważ pomiary morfologiczne i funkcjonalne lewej komory stanowią podstawę diagnozy, leczenia i obserwacji chorób serca2. Co więcej, obrazowanie deformacji za pomocą śledzenia plamek okazało się solidną metodą oceny różnych kierunków odkształcenia mięśnia sercowego, umożliwiając bardziej szczegółową ocenę nieprawidłowości ruchu ściany i lepszą korelację ze kurczliwością mięśnia sercowego 3,4. Autorzy doszli do wniosku, że pomiary oparte na echokardiografii 3D zapewniają najdokładniejsze wyniki echokardiograficzne dotyczące morfologii i funkcji lewej komory i są one walidowane za pomocą złotego standardu obrazowania metodą rezonansu magnetycznego serca. Echokardiografia 3D okazała się również bardziej powtarzalna i jeszcze mniej czasochłonna w porównaniu z konwencjonalnymi technikami 2D. Jej zastosowanie w codziennej praktyce klinicznej będzie nadal rosło, co będzie dodatkowo ułatwione przez bardziej zautomatyzowane metody wykorzystujące sztuczną inteligencję.
Podobnie, Lakatos i wsp. mieli na celu uzyskanie i analizę danych echokardiograficznych 3D prawej komory przy użyciu jednego z wiodących dostępnych na rynku programów5. Wartość dodana trzeciego wymiaru jest jeszcze bardziej znacząca w odniesieniu do prawej strony serca. W porównaniu ze stosunkowo prostą lewą komorą w kształcie kuli, prawa komora ma złożoną geometrię, której nie można odpowiednio określić ilościowo za pomocą średnic liniowych lub innych dwuwymiarowych wskaźników6. Ostatnio wykazano, że objętości prawej komory i frakcja wyrzutowa uzyskane w 3D mają istotną wartość prognostyczną, w różnych stanach sercowo-naczyniowych, niezależnie od funkcji lewej komory7. Poza ustalonym znaczeniem klinicznym tych ocen, wspomniane powyżej protokoły ładnie omówiły potencjalne pułapki techniki 3D.
W swoim pięknie ilustrowanym protokole Csaba Jenei i współpracownicy zamierzali ocenić wymiary i anatomiczne różnice żył płucnych za pomocą echokardiografii 3D przez przełyk. Taka ocena jest szczególnie przydatna przed różnymi procedurami elektrofizjologicznymi, takimi jak izolacja żyły płucnej techniką kriobalonu u pacjentów z migotaniem przedsionków. Jednak odpowiednie obrazowanie żył płucnych jest dość trudne. Autorzy dzielą się swoimi doświadczeniami na ponad 80 pacjentach i w zgrabny sposób pokazują wartość dodaną obrazowania 3D, które może pozwolić na zastąpienie rezonansu magnetycznego serca lub tomografii komputerowej przed izolacją żyły płucnej.
Arbic i wsp. zapewniają kompleksowy protokół oceny chorób zastawki mitralnej w technicznie trudnej, ale bardzo ważnej populacji: u pacjentów z kardiologią dziecięcą9. Choroba zastawki mitralnej u dzieci składa się z wielu cech morfologicznych związanych z wrodzonymi lub nabytymi nieprawidłowościami serca. Opis morfologii zastawki i leżących u jej podstaw mechanizmów patologicznych jest również krytycznym parametrem dla planowania chirurgicznego. Autorzy opisują przeprzezklatkowy przebieg pracy echokardiograficznej 3D, który można zastosować do dowolnego systemu ultrasonograficznego. Ponadto omawiają niektóre kliniczne zastosowania obrazowania 3D u dzieci i zawierają świetne przykłady kliniczne. Autorzy podkreślają, że odpowiedni zestaw danych echokardiograficznych 3D pozwala na natychmiastowy przegląd na sali operacyjnej z chirurgiem, co daje możliwość wspólnego zrozumienia patofizjologicznego i zaplanowania jego chirurgicznej korekcji. Niemniej jednak autorzy mają również rację i są transparentni co do obecnych ograniczeń i niedociągnięć echokardiografii 3D u dzieci.
Andrea Molnár i współpracownicy podkreślają znaczenie zaawansowanych technik echokardiograficznych wykorzystujących metody 2D i 3D w diagnostyce, podejmowaniu decyzji klinicznych, planowaniu terapeutycznym, prowadzeniu śródoperacyjnym i obserwacji pacjentów poddawanych przezcewnikowemu zamknięciu otworu owalnego lub ubytku przegrody międzyprzedsionkowej10. Zapobieganie udarom mózgu uzasadnia kliniczne znaczenie tego wyjątkowo ilustrowanego i wszechstronnego protokołu echokardiograficznego.
W obecnej kolekcji metod chcieliśmy przedstawić niezliczone przypadki użycia, w których echokardiografia 3D dodaje znaczącą wartość do konwencjonalnej oceny echokardiograficznej. Ocena geometrii i funkcji komór, choroby zastawkowe serca oraz właściwe zrozumienie anatomii i patofizjologii serca w celu odpowiedniego doboru pacjentów, planowania proceduralnego i wskazówek są świetnymi przykładami klinicznymi z różnych stanów choroby sercowo-naczyniowej. Stale ulepszana technologia sprzętowa i programowa, jakość obrazu, a także większa automatyzacja spłaszczają krzywą uczenia się, wspierając codzienne korzystanie z echokardiografii 3D. Nie jest zbyt odważne wyobrażanie sobie, że większość klinicznych protokołów echokardiograficznych będzie obejmować akwizycję i analizę obrazu 3D w ciągu kilku lat. Dlatego nauka podstaw echokardiografii 3D jest koniecznością nie tylko dla kardiologów dorosłych, ale także dla pediatrów, anestezjologów i lekarzy intensywnej terapii.