Συγκριτική μελέτη της κλασικής υπερηχογραφίας δύο διαστάσεων (2D) με τις νεότερες υπερηχογραφικές τεχνικές τεσσάρων διαστάσεων (4D STIC) για την απεικόνιση της φυσιολογικής ανατομίας και την ανίχνευση της παθολογικής ανατομίας της εμβρυϊκής καρδιάς στο 1ο και στο 2ο τρίμηνο της εγκυμοσύνης

Abstract

AIM: Aim of the present PhD Thesis is the evaluation of the performance of advanced ultrasound imaging, namely 4D STIC and 4D e-STIC (acquisition and reconstruction of 3D volumes with temporal information -4D- based on mechanical –STIC- or electronic-eSTIC- cross sectional sweep of fetal thoracic area by using Spatial Temporal Image Correlation-STIC technology) against conventional 2D imaging. We studied also the impact of gestational age (trimester) on the 4D STIC performance to document normal and abnormal anatomy. The PhD Thesis included four substudies to evaluate: a) feasibility and diagnostic accuracy of 4D STIC against 2D ultrasound imaging (and comparison between STIC and eSTIC) b) Direct comparison of STIC/eSTIC against 2D ultrasound imaging in terms of time required for each technique in both levels of fetal heart imaging (basic-extended basic and fetal echocardiogram), c) Comparison of 2dimensional measurements of cardiac structures (heart valves) by each technique (2D, STIC, eSTIC), d) evaluation of 4DSTIC as a teaching tool, allowing reconstruction of all recommended basic-extended basic fetal heart imaging and recognition of key features of normal anatomy in each plane, by physicians of various levels of expertise in fetal ultrasound imaging. METHODS. In order to address the main study hypothesis (4D STIC is equal or superior to 2D ultrasound fetal heart imaging) and evaluate factors that can influence its performance, the study included four sub-studies which followed an learning curve period: Learning Curve Period. During this period the key investigators (Observer 1. PhD Candidate S.P, obstetrician-fetal medicine expert, Observer 2. Co-Supervisor. I.G. pediatrician-pediatric/fetal cardiology expert) performed several 4D STIC volume acquisitions (Investigator 1) and off-line reconstructions (Investigator 2), with interim analysis, fine tuning and standardization of image acquisition presetings, up to a level of a satisfactory (best possible) and steady (as demonstrated in several subsequent interim analysis) performance. Sub-study 1. Direct comparison of fetal heart 4D Ultrasound Imaging (STIC): electronic (eSTIC) vs conventional (STIC) 4D image acquisition. Pairs of B-Mode and Color Doppler STIC volumes were acquired sequentially by STIC and eSTIC in 33 obstetric scans (median gestational age 23 (range 13-31) weeks. 66 fetal heart volume pairs were blindly assessed by a fetal cardiologist. The reconstruction feasibility, motion or artifact presentation, the subjective image quality (4-level scale: 1-best to 4-non-diagnostic) and the final diagnosis were documented, enabling paired comparison of STIC and eSTIC in same subjects under same conditions. Sub-study 2. 2D vs 4D STIC fetal heart imaging feasibility. A total of 22 singleton pregnancies, median maternal age 30 (19-39) yrs, referred for fetal echocardiogram, at a median gestational age 25.3 wks (range 18-36, IQR: 22.2-29.5wks) have been consecutive evaluated by an expert fetal sonographer (Obs.1) and a fetal cardiologist (Obs.1). Each observer documented the time required for basic (Obs.1) and extended (Obs.2) fetal heart imaging. Acquisition of STIC and eSTIC (2D and color Doppler) volumes was also documented (Obs.1). Stored 4D volumes have been off-line analyzed regarding feasibility and reconstruction time for basic and extended fetal heart imaging (Obs.2), Sub-study 3. Comparison of 4D STIC and 2D fetal heart measurements. A total of 10 fetal echocardiograms of normal mid-term singleton pregnancies (median gestational age 22.6 wks, range 21.9-23.9wks) with stored 2D cine loops and STIC / eSTIC fetal heart 4D volumes (transverse acquisition plane) obtained by a single expert sonographer (Observer 1) have been retrospectively reviewed by the same observer. Linear 2D dimensions of mitral (MV), tricuspid (TV) in diastole, aortic (AoV) and pulmonary (PV) valve in systole were measured repeatedly (3 times) from a) 2D cine loops obtained by conventional fetal echocardiography (2D) and from 4D volumes obtained during b) STIC and c) e-STIC 4D fetal echocardiography. Intraobserver variability for each set of measurements and each mode has been assessed (ICC: intraclass correlation coefficient), average measurements have been compared for significant differences (related samples Friedman’s test) and the regression of STIC and eSTIC values against each other and 2D values has been assessed. Sub-study 4. 4D STIC in Basic Fetal Heart Imaging Teaching. Documentation of the first structured teaching of basic and extended basic routine fetal heart imaging, based on visual evaluation of reconstructed 4D fetal heart volumes (4D STIC), during the summer school entitled “Introduction in 4D Fetal Echocardiography”, School of Medicine, University of Crete, Heraklion 12-16th September 2022, organized by the PhD Thesis research team. Participants were 27 certified physicians and trainees (66% PhD level), including obstetricians (52%) paediatricians (37%) cardiologists (7%) and one radiologist. Through the course their ability to reconstruct and correctly interpret the recommended cross-sectional views of basic-extended basic fetal heart imaging was evaluated, while a quality evaluation of the seminar was performed by anonymized questionnaires. RESULTSSub-study 1.: eSTIC volumes were of higher temporal resolution (37 vs. 24 FPS, p < .001), with less motion (12 vs. 20 cases, O.R. 7.0, p = .002) and of better quality (1.9 vs. 2.2, p = .006) compared to STIC volumes. Feasibility (diagnostic reconstructions) of eSTIC was higher (n = 55, 86%) compared to STIC (n = 52, 78.8%), p = .001). Off-line evaluation time did not differ (mean 4.96 vs. 4.94 min in STIC and eSTIC respectively). In direct image quality comparison regarding original acquisition (A) and reconstructed planes B and C e STIC was superior in 22 (33%), 39 (59%) and 21 (38%) volumes, respectively. Remaining cases were of similar quality, with only <10% in each plane favoring STIC. A similar impact of imaging mode and gestational age on both eSTIC and STIC performance was documented: Feasible studies were documented in 49 (75.8%) vs. 48 (72.2%) obtained by B-Mode, 60 (90.9%) vs. 56 (84.8%) obtained by Color Doppler, 8 (62.5%) vs. 10 (50%) of early, 38 (95%) vs. 38 (95%) of mid-gestation, and 7 (70%) vs. 6 (60%) of third trimester studies. All 6 cases of fetal heart abnormal findings were documented by STIC and eSTIC. In 2 cases 4D STIC allowed for additional anatomy abnormality detection (great artery variants) compared to 2D routine ultrasound evaluation. STIC and e STIC had comparable diagnostic performance (40/48 concordant diagnoses, kappa 0.657) all confirmed by fetal and/or postnatal echocardiography.Sub-study 2. The mean time for basic-extended basic fetal heart imaging (Obs 1) and for fetal echocardiogram (Obs 2) was 5.6 min (2.3-11.1) and 6.8 min (1.6-14.3), respectively. Abnormal findings were documented in 4 cases (3 great artery variants, 1 tricuspid regurgitation). The mean time of STIC and eSTIC volume acquisition was 4.6 min (4-8) and 4.04 min (3-6) (p=0.009). The STIC and eSTIC volume reconstruction time (for basic-extended basic imaging, including 2D and Color D) was (mean/median, range) 0.99/0.68 (0.3-2.5) and 0.54/0.46 (0.31-1.33), p=0.05. Reconstruction failure due to suboptimal image quality (both 2D and Color D) was documented in 2/22 (9%) and 3/22 (13%) regarding STIC and eSTIC, respectively. When comparing STIC/eSTIC reconstruction times to real time basic 2D ultrasound imaging, 4D STIC techniques were faster than 2D imaging (p<0.0001). However, total 4D STIC time (including acquisition and reconstruction time) was shorter only when comparing eSTIC against real time 2D imaging (p=0.03). Regarding the performance of 4D STIC to reconstruct the additional image planes used in fetal echocardiography, reconstruction failure due to suboptimal image quality (both 2D and Color D) was documented in 7/22 (31%) and 9/22 (41%) regarding STIC and eSTIC, respectively. When comparing STIC/eSTIC reconstruction times (basic-extended basic plus additional fetal echocardiography views, 2D and Color D) to real time fetal echocardiography, 4D STIC techniques were faster than 2D imaging (p<0.02). However, total 4D STIC fetal echocardiography time (including acquisition and reconstruction time) did not differ to real time fetal heart imaging. In all but one case (aortic arch hypoplasia, suboptimal imaging), 4D STIC (both techniques) had diagnostic concordance with 2D fetal echocardiogram. Sub-study 3. Intraobserver variability was in ascending order average to good for 2D measurements (ICC 0.69-0.78), good for STIC (ICC: 0.77-0.84) and e-STIC (ICC: 0.86-0.89). There was not any significant difference between median measurements of MV (5.1/5.2/5.3mm), TV (5.6/5.7/5.8mm), AoV (4/3.9/4mm) and PV (4.3/4.3/4.5mm) obtained by STIC/eSTIC/2D echocardiography, respectively. R square values of linear regression analysis comparing measurement methods ranged from 0.58-0.84Sub-study 4. All participants could effectively reconstruct and appropriately recognize normal anatomy key features in all recommended basic –extended basic fetal heart imaging views following a 10 hour-structured interactive teaching course. They validated the 4D-STIC based fetal echocardiography course as excellent (95) or very good (4%). CONCLUSIONS. Based on the results of the PhD Thesis, three-dimensional ultrasound imaging (4D STIC) can offer comparable or additional diagnostic information compared to conventional 2D ultrasound fetal heart imaging, in both levels of routine basic-extended basic fetal heart imaging as well during advanced fetal heart imaging (fetal echocardiogram), provided that a) both image acquisition and 4D volume analysis is performed by experts in the corresponding fields b) high quality images of c) mid-trimester fetuses are evaluated. The performance of the technique in other than the above settings is suboptimal. 4D STIC allows for a complete fetal heart anatomy evaluation, based on 2D cross sectional ultrasound “sweep” (mechanical or electronic-based) of the fetal thorax. The time for a complete fetal heart 4D study (including acquisition and reconstruction) is comparable to real time 2D ultrasound study, at each level of evaluation (routine, expert). Including color Doppler 4DSTIC imaging and using of e-STIC further improves the technique’s performance. Following structured, supervised teaching courses, physicians of various levels of fetal sonography expertise are capable to reconstruct and correctly interpret basic and extended –basic fetal heart views, by using 4D STIC associated PC –software (4D View). Current practice guidelines regarding fetal echocardiography classify 4D ultrasound imaging of the fetal heart as “complementary” advanced imaging method to evaluate anatomy and or “research tool”. Based on the results of the present PhD Thesis, 4D STIC (and 4D fetal echocardiography in general) could represent a powerful teaching and diagnostic tool with additive value over standard 2D ultrasound fetal heart imaging. Further research regarding factors with impact on 4D STIC performance, along with technical advances in computer technology and 4D ultrasound imaging combined with expected lower cost of the technology could result into establishment of 4D ultrasound imaging as the standard of care in fetal cardiology in the near future.

ΣΚΟΠΟΣ Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η αξιολόγηση των νεότερων τεχνικών υπερηχογραφικής απεικόνισης και ειδικότερα της τρισδιάστατης ανασύστασης από δισδιάστατη σάρωση (4D STIC και 4D eSTIC) συγκριτικά με την καθιερωμένη δισδιάστατη τεχνική απεικόνισης για τον έλεγχο της καρδιαγγειακής ανατομίας του εμβρύου, σε σχέση α) με την ηλικία κύησης β) με την παρουσία ή όχι υποκείμενης ανατομικής ανωμαλίας διάπλασης του καρδιαγγειακού συστήματος του εμβρύου (συγγενούς καρδιοπάθειας). Επιμέρους υπομελέτες που αναφέρονται στη μεθοδολογία (1-4) αφορούσαν ειδικότερα α) Αξιολόγηση της εφικτότητας, ποιότητας και διαγνωστικής ακρίβειας της τρισδιάστατης εμβρυικής υπερηχοκαρδιογραφίας STIC συγκριτικά με την συμβατική απεικόνιση (και σύγκριση STIC με eSTIC) με βάση την ανασύσταση σε υπολογιστή όγκων STIC/eSTIC που έχουν ληφθεί κατά τη διάρκεια της βασικής απεικόνισης ρουτίνας β) Απευθείας συγκριτική αξιολόγηση χρόνων επιτέλεσης και αποτελεσματικότητας μελετών που επιτελούνται με τη συμβατική συγκριτικά με τη νέα τεχνική, τόσο σε επίπεδο βασικής απεικόνισης ρουτίνας, όσο και σε επίπεδο εξειδικευμένης απεικόνισης γ) Συγκριτική αξιολόγηση μετρήσεων εμβρυικών καρδιαγγειακών δομών με τη συμβατική τεχνική (2D) και τις νέες τεχνικές (STIC/eSTIC) δ) Αξιολόγηση των απαιτήσεων εκπαίδευσης και δυνατότητας ιατρών με διαφορετικά επίπεδα εμπειρίας στην προγεννητική υπερηχογραφική απεικόνιση, να αναγνωρίζουν τις κύριες ανατομικές δομές των συνιστώμενων επιπέδων βασικής απεικόνισης ρουτίνας της εμβρυικής καρδιάς, και να επιτελούν επιτυχείς ανασυστάσεις τρισδιάστατων όγκων 4D STIC.ΜΕΘΟΔΟΣ Υλοποιήθηκαν οι ακόλουθες φάσεις της έρευνας με τέσσερις επιμέρους υπομελέτες αντίστοιχα με τους επιμέρους στόχους (α-δ) της διατριβής: Φάση εκμάθησης. Εξοικείωση χρηστών (ερευνητής 1-λήψη τρισδιάστατων μελετών, ερευνητής 2 – ανασύσταση τρισδιάστατων μελετών) στην τεχνική-βελτιστοποίηση παραμέτρων απεικόνισης. Υπομελέτη 1. Άμεση σύγκριση τεχνικών Τρισδιάστατης εμβρυικής υπερηχοκαρδιογραφίας STIC: ηλεκτρονική (eSTIC) συγκριτικά με συμβατική (STIC) λήψη 4D δεδομένων εικόνας: Λήψη και αποθήκευση τρισδιάστατων όγκων εμβρυικής καρδιάς (ερευνητής 1-γυναικολόγος-ειδικός εμβρυομητρικής) με B-Mode και Color Doppler STIC αρχικά (συμβατικό ηχοβολέα) και ακόλουθα λήψη αντίστοιχων όγκων με ηλεκτρονικό ηχοβολέα κατά τη διάρκεια 33 διαδοχικών υπερηχογραφικών μελετών ρουτίνας , μέσου τριμήνου κύησης ( μέση ηλικία 23 εβδομάδες, εύρος 13-31). 66 διαθέσιμα ζεύγη (STIC-eSTIC) όγκων (33 ζεύγη Β-Μοde, 33 ζεύγη Color D), αξιολογήθηκαν αργότερα ως ανώνυμα δεδομένα (ερευνητής 2- εξειδικευμένος στην εμβρυική καρδιολογία παιδοκαρδιολόγος). Καταγράφηκε η εφικτότητα ανασύστασης, η παρουσία κίνησης (artifacts), η υποκειμενική ποιότητα εικόνας (κλίμακα 1-4: 1 –καλύτερη, 4- μη διαγνωστική) και η τελική διάγνωση, για την απευθείας σύγκριση των δύο τεχνικών STIC-eSTIC όταν εφαρμόζονται σύγχρονα στα ίδια άτομα με τις ίδιες συνθήκες απεικόνισης συγκριτικά με τη συμβατική απεικόνιση. Υπομελέτη 2. Συγκριτική μελέτη τρισδιάστατης (3D) και δισδιάστατης (2D) εμβρυικής υπερηχοκαρδιογραφίας στην καθημερινή πράξη: βασική και εξειδικευμένη απεικόνιση Αξιολογήθηκαν συνολικά 22 περιπτώσεις (διάμεσος ηλικία κύησης 25.3 εβδομάδες, εύρος 18-37) που παραπέμφθηκαν για εμβρυικό υπερηχοκαρδιογράφημα (διάρκεια 1 μήνας). Οι δύο ίδιοι ερευνητές επιτέλεσαν διαδοχικά την βασική απεικόνιση (ερευνητής 1) και το εμβρυικό υπερηχοκαρδιογράφημα (ερευνητής 2), καταγράφοντας τη διάρκεια μελέτης, την παρουσία παθολογικών ευρημάτων και υποκειμενική εκτίμηση ποιότητας απεικόνισης (5 βάθμια κλίμακα). Ο ερευνητής 1 έκανε λήψη και αποθήκευση τρισδιάστατων όγκων (διαδοχικά STIC και eSTIC), 2D και color Doppler τους οποίους μελέτησε σε δεύτερο χρόνο ο ερευνητής 2 καταγράφοντας την εφικτότητα και τον απαιτούμενο χρόνο για 4 συνολικά τύπους ανασύστασης (2D STIC, Color STIC, 2D eSTIC, color eSTIC) τόσο α) για τη βασική μελέτη, β) για τις πρόσθετες τομές του εμβρυικού υπερηχοκαρδιογραφήματος. Υπομελέτη 3. Συγκριτικές Μετρήσεις Διαστάσεων Εμβρυικών Καρδιαγγειακών Δομών με δισδιάστατη (2D) και τρισδιάστατη (3D) υπερηχοκαρδιογραφία Ανάλυση μετρήσεων από 10 ανώνυμες τυχαία επιλεχθείσες μελέτες μέσου τριμήνου κύησης (διάμεσος ηλικία κύησης 22.6 εβδομάδες, εύρος 21.9-23.9 εβδομάδες) από τη βάση δεδομένων του ερευνητή 1, με πληροφορίες δισδιάστατης και τρισδιάστατης απεικόνισης (STIC και eSTIC) Οι μετρήσεις έγιναν από τις αποθηκευμένες στο σύστημα υπερηχοκαρδιογραφίας εικόνες και τρισδιάστατους όγκους. Ο ερευνητής κατέγραψε τρείς διαδοχικές μετρήσεις που πραγματοποίησε, για κάθε μέθοδο καταγραφής (2D, STIC, e-STIC) των διαστάσεων των βαλβίδων του εμβρύου ( μιτροειδής, τριγλώχινα, αορτική και πνευμονική). Υπομελέτη 4. Πρακτική εφαρμογή της STIC υπερηχοκαρδιογραφίας στην ιατρική εκπαίδευση βασικής απεικόνισης εμβρυικής καρδιάς Καταγράφει τα αποτελέσματα του 1ου θερινού σχολείου που διοργανώθηκε στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Κρήτης από την ερευνητική ομάδα της διδακτορικής διατριβής, με θέμα "Εισαγωγή στην 4D Εμβρυική Υπερηχοκαρδιογραφία- Introduction in 4D Echocardiography" 12-16 Σεπτεμβρίου 2022. Επιλέχθηκαν και συμμετείχαν 27 σύνεδροι πτυχιούχοι Ιατρικής, 18 (66%) κάτοχοι τίτλου μεταπτυχιακών σπουδών ή διδακτορικής διατριβής (μαιευτήρες- γυναικολόγοι (14, 52%, παιδίατροι 10, 37% , καρδιολόγοι 2, 7% και ακτινολόγοι 1 ,3.5%). Καταγράφηκε η ικανότητα των συμμετεχόντων να αναγνωρίζουν και να επιτελούν επιτυχείς ανασυστάσεις όγκων 4D STIC βασικής-εκτενούς βασικής απεικόνισης, και (ανώνυμα) ο βαθμός ικανοποίησης από το εκπαιδευτικό πρόγραμμα. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΥπομελέτη 1. Οι όγκοι eSTIC και τα αντίστοιχα video κατά την ανασύσταση είχαν καλύτερη δειγματοληψία (37 έναντι 24 εικόνες/sec, p < .001), λιγότερη κίνηση (12 έναντι 20 περιπτώσεις, O.R.7.0, p = .002) και καλύτερη ποιότητα εικόνας (1,9 έναντι 2,2, p = 0,006) σε σύγκριση με τους όγκους STIC. Η τεχνική eSTIC συνοδεύτηκε από αυξημένη επιτυχία ανασύστασης εικόνων (n = 55, 86%) σε σχέση με την συμβατική τεχνική STIC (n = 52, 78.8%). Ο μέσος χρόνος ανασύστασης των όγκων δεν διέφερε (4.96 έναντι 4.94 λεπτά). Στην απευθείας υποκειμενική σύγκριση της ποιότητας εικόνας κατά το αρχικό επίπεδο σάρωσης (A) και κατά τα επίπεδα εικονικής ανακατασκευής με τη χρήση του ειδικού λογισμικού (B και C) η τεχνολογία e STIC ήταν ανώτερη σε 22 (33%), 39 (59%) και 21 (38%) αναλύσεις. Οι υπόλοιπες ήταν αντίστοιχης ποιότητας και μόνο σπάνια (<10%) το STIC υπερτερούσε σε κάποιο από τα επίπεδα απεικόνισης (A,B,C). Ο τρόπος απεικόνισης (με ή χωρίς τη χρήση έγχρωμου Doppler) και η ηλικία κύησης είχαν παρόμοιο αντίκτυπο τόσο στην απόδοση του eSTIC όσο και στο STIC: διαγνωστικά αποδεκτές μελέτες καταγράφηκαν σε 49 (75,8%) έναντι 48 (72,2%) αναλύσεις με B-Mode, 60 (90,9%) έναντι 56 (84,8%) με Color Doppler Mode, 8 (62.5%) έναντι 10 (50%) στο 1ο τρίμηνο, 38 (95%) έναντι 38 (95%) στο 2ο τρίμηνο, και 7 (70%) έναντι 6 (60%) στο 3ο τρίμηνο της κύησης. Και στις έξι περιπτώσεις εμβρυϊκών καρδιακών παραλλαγών/ανωμαλιών, τόσο το STIC όσο και το eSTIC κατέγραψαν παθολογικών ευρημάτων. Σε δύο περιπτώσεις η ανάλυση 4D STIC παρείχε πρόσθετη ανατομική πληροφορία, ήσσονος (παραλλαγές μεγάλων αγγείων) σε σύγκριση με τις διαγνώσεις του αρχικού 2D Β επιπέδου υπερηχογραφήματος ρουτίνας. Η διαγνωστική συμφωνία των δύο τεχνικών STIC ήταν συγκρίσιμη (αντίστοιχη διάγνωση σε 40 από τις 48 αναλύσεις, kappa 0.657) με όλες τις παθολογικές διαγνώσεις STIC να έχουν επιβεβαίωση από εμβρυϊκή ή/και μετά τη γέννηση υπερηχοκαρδιογραφία. Υπομελέτη 2. O μέσος χρόνος συμβατικής βασικής-εκτενούς βασικής μελέτης και εμβρυικού υπερηχοκαρδιογραφήματος (ερευνητής 1) ήταν 5.6 λεπτά (2.3-11.1) και 6.8 λεπτά (1.6-14.3) αντίστοιχα. Παθολογικά ευρήματα καταγράφηκαν σε 4 περιπτώσεις (3 από μεγάλα αγγεία, 1 βαλβιδική ανεπάρκεια). Ο μέσος χρόνος λήψης όγκων STIC και eSTIC ήταν 4.6 λεπτά (4-8) and 4.04 λεπτά (3-6) αντίστοιχα (p=0.009). Οι χρόνοι τρισδιάστατης ανασύστασης σε επίπεδο βασικής υπερηχογραφικής μελέτης (2D και Color D) ήταν (μέση/διάμεση τιμή) 0.99/0.68 λεπτά (0.33-2.55) για το STIC και 0.54/0.46 (0.31-1.33) για το eSTIC (p = 0.05)¬. Αποτυχία ανασύστασης (αμφότερων 2D και color D) καταγράφηκε σε 2/22 (9%) περιπτώσεων STIC και 3/22 (13%) περιπτώσεων eSTIC (αντιστοιχούσαν σε όγκους χαμηλής ποιότητας συμβατικών μελετών). Οι χρόνοι ανασύστασης βασικής μελέτης με STIC ή eSTIC ήταν συντομότεροι του χρόνου της αντίστοιχης συμβατικής μελέτης (p<0.001). Ο συνολικός χρόνος τρισδιάστατης βασικής μελέτης (λήψη όγκων+ ανάλυση) δεν διέφερε για το STIC, αλλά ήταν συντομότερος για το e STIC συγκριτικά με το χρόνο συμβατικής μελέτης (p =0.03). Αποτυχία ανασύστασης πρόσθετων τομών εμβρυικής υπερηχοκαρδιογραφίας (2D και colD) καταγράφηκε σε 7/22 (31%) περιπτώσεις STIC και 9/22 (41%) περιπτώσεις eSTIC. Ο χρόνος ανασύστασης όλων των τομών εμβρυικής υπερηχοκαρδιογραφίας (2D και ColorD) ήταν 4.13/3.06 λεπτά (2.3-10.9,) και 2.8/2.7 (1.44-3.79) λεπτά για το STIC και eSTIC αντίστοιχα (n.s). Οι χρόνοι ανασύστασης τρισδιάστατης εμβρυικής υπερηχοκαρδιογραφίας STIC/eSTIC ήταν συντομότεροι της αντίστοιχης συμβατικής εξέτασης (p <0.02), ο συνολικός όμως χρόνος τρισδιάστατης μελέτης (λήψη όγκων+ανασύσταση) δεν διέφερε. Σε όλες πλην μίας περιπτώσεις (υποπλασία αορτής, υποδιαγνωστική ποιότητα STIC) υπήρχε διαγνωστική συμφωνία eSTIC/STIC με το εμβρυικό υπερηχοκαρδιογράφημα. Yπομελέτη 3 Δεν υπήρξε διαφορά στις μετρήσεις των βαλβίδων, μεταξύ STIC/eSTIC/2D υπερηχοκαρδιογραφίας για την μιτροειδή MV (5.1/5.2/5.3mm), τριγλώχινα TV (5.6/5.7/5.8mm), αορτική βαλβίδα AoV (4/3.9/4mm) και πνευμονική βαλβίδα PV (4.3/4.3/4.5mm). Οι τιμές συσχέτισης μεταξύ των μετρήσεων με διαφορετικές μεθόδους (R square) κυμάνθηκαν από 0.58-084, ο δείκτης ICC (μεταβλητότητας μετρήσεων ερευνητού) ήταν 0.69-0.78 για 2D , 0.77-0.84 για STIC και 0.86-0.89 για eSTIC μετρήσεις. Υπομελέτη 4 Η ανώνυμη ποιοτική αξιολόγηση του προγράμματος βασικής εκπαίδευσης στην βασική απεικόνιση της εμβρυικής καρδιάς με χρήση 4D STIC ήταν ιδιαίτερα ενθαρρυντική, με 96% να το αξιολογούν ως άριστο και 4% ως πολύ καλό, Όλοι οι συμμετέχοντες ήταν σε θέση να αναγνωρίσουν τις συνιστώμενες τομές βασικής και εκτενούς βασικής απεικόνισης, και να προβούν σε ανασύσταση των τρισδιάστατων όγκων με επιτυχία στα αντίστοιχα επίπεδα τομών. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η τρισδιάστατη υπερηχοκαρδιογραφία 4D STIC μπορεί να προσφέρει συγκρίσιμες ή και πρόσθετες διαγνωστικές πληροφορίες με την συμβατική δισδιάστατη υπερηχογραφία, τόσο σε επίπεδο βασικής-εκτενούς βασικής ρουτίνας όσο και επίπεδο εξειδικευμένης απεικόνισης του εμβρυικού καρδιαγγειακού συστήματος, εφόσον επιτελείται από έμπειρους χρήστες και περιορίζεται στην ανάλυση μελετών υψηλής ποιότητας απεικόνισης μέσου τρίμηνου κύησης. Επιτρέπει την επιτέλεση πλήρους ανατομικής μελέτης τόσο στα εγκάρσια επίπεδα της αρχικής σάρωσης-λήψης δεδομένων (βασικής μελέτης) όσο και σε πρόσθετα επίπεδα εικονικής ανασύστασης (εμβρυικό υπερηχοκαρδιογράφημα). Ο χρόνος επιτέλεσης της τρισδιάστατης εμβρυικής υπερηχοκαρδιογραφικής μελέτης (λήψης + ανάλυσης εικόνων) είναι αντίστοιχος του χρόνου της συμβατικής δισδιάστατης υπερηχογραφικής μελέτης, τόσο σε επίπεδο βασικής όσο και σε επίπεδο εξειδικευμένης μελέτης. Η πρόσθετη χρήση του έγχρωμου Doppler και ηχοβόλων κεφαλών ηλεκτρονικής σάρωσης βελτιώνει περαιτέρω την διαγνωστική ακρίβεια της τρισδιάστατης απεικόνισης. Έπειτα από κατάλληλη εκπαίδευση είναι εφικτή η ανασύσταση και αξιολόγηση των συνιστώμενων τομών βασικής απεικόνισης εμβρυικής καρδιάς από χρήστες ανεξάρτητα επιπέδου εμπειρίας στην υπερηχογραφική απεικόνιση. Παρά το γεγονός ότι ο ρόλος της τρισδιάστατης εμβρυικής υπερηχοκαρδιογραφίας περιγράφεται ως πιθανά συμπληρωματικός της βασικής απεικόνισης και ως ερευνητικό εργαλείο στις σύγχρονες κατευθυντήριες οδηγίες, τα αποτελέσματα της παρούσας διδακτορικής διατριβής υποστηρίζουν την προστιθέμενη αξία της μεθόδου ως διαγνωστικό και εκπαιδευτικό εργαλείο σε σχέση με τη συμβατική δισδιάστατη απεικόνιση. Περαιτέρω μελέτη των παραμέτρων που επηρεάζουν την αποδοτικότητα της μεθόδου, αναμενόμενες εξελίξεις στην υπολογιστική ισχύ των συστημάτων υπερηχογραφίας και μείωση του κόστους του εξοπλισμού αναμένεται να οδηγήσουν στην ευρεία αποδοχή και χρήση της τρισδιάστατης υπερηχογραφικής απεικόνισης, ως μέθοδο εκλογής για την απεικόνιση της ανατομίας και στην εμβρυική καρδιολογία.