Безопасна ли допплерография в первом треместре беременности?

Содержание:

• Аргументация за использование ультразвукового допплера плода в первом триместре беременности
• Аргументация против использования ультразвукового допплера плода в первом триместре беременности
• Соображения об ультразвуковой энергии
• Недавно опубликованные исследования биоэффектов
• Допплер первого триместра при скрининге анеуплоидий: перевешивает ли польза риск?
• Безопасное использование допплерографии в первом триместре беременности

    По данным публикации в журнале Ультразвук в Медицине и Биологии (Ultrasound in Medicine & Biology) за январь 2013 - Do We Need to Restrict the Use of Doppler Ultrasound in the First Trimester of Pregnancy? / Нужно ли ограничивать использование ультразвукового допплера в первом триместре беременности? - внешняя ссылка

    В течение последнего десятилетия растущий интерес к использованию ультразвукового допплера в первом триместре беременности можно было заметить среди врачей, которые проводят УЗИ плода для оценки риска развития анеуплоидии и диагностики пороков развития плода. Принимая во внимание потенциал высоких уровней выходной энергии ультразвука в цветном и спектральном доплеровском режимах и иногда длительное время обследования, это новое клиническое применение может подвергать плод воздействию ультразвукового допплера во время его раннего развития, когда он чувствителен к внешним воздействиям. Поэтому важно тщательно оценить соотношение риска и пользы, прежде чем ультразвуковое доплеровское исследование будет широко использоваться на раннем сроке беременности.

    Летом 2009 года группа экспертов по биоэффектам и аспектам безопасности диагностического ультразвука собралась на трехдневный семинар, чтобы обсудить использование ультразвукового допплера на ранних сроках беременности. Этот семинар послужил платформой для дальнейшей работы Комитета по безопасности Всемирной федерации ультразвука в медицине и биологии (WFUMB), в результате которого были выработаны рекомендации по применению ультразвукового допплера в первом триместре беременности, одобренные WFUMB и Международным обществом ультразвуковых исследований в области акушерства и гинекологии ( внешняя ссылка ). Следующий текст суммирует справочную информацию и обоснование этих рекомендаций.

Аргументация за использование ультразвукового допплера плода в первом триместре беременности

    В течение эмбрионального периода человеческое сердце развивается в кардиогенной пластинке, полученной из спланхноплеврической мезодермы. Через три недели после зачатия (т.е. через 5 недель после первого дня последней менструации) примитивная сердечная трубка начинает пульсировать. В последующем развитии сердечная трубка растет и изгибается, начинают расти перегородки, образуются четыре камеры и, наконец, формируются два выносящих тракта. Через 8 недель после зачатия развитие сердца завершено.

    При трансвагинальном ультразвуковом сканировании сердечная деятельность может быть идентифицирована в режиме реального времени на 2-мерном изображении беременной матки, когда КТР эмбриона составляет > = 5 мм. Это происходит на сроке беременности 5 недель 3 дня - 6 недель 3 дня, рассчитанному по последнему менструальному периоду. После 6 недель беременности можно обнаружить спектральные и цветные допплеровские сигналы пульсирующего кровотока в сердце плода и крупных сосудах. Во второй половине первого триместра беременности ультразвуковая визуализация и допплерография могут быть выполнены трансабдоминально.

    Акушерские ультразвуковые исследования для выявления нарушений развития плода обычно проводятся во втором триместре беременности. В течение последнего десятилетия технические разработки значительно улучшили разрешение ультразвуковых изображений, что позволило с высокой точностью обнаруживать аномалии плода в 11-13 недель (Becker and Wegner 2006; Ndumbe et al. 2008). Первые сообщения об обнаружении на УЗИ в первом триместре слоя жидкости в области воротниковой области плодов с трисомией 21 (Bronshtein et al. 1989; Cullen et al. 1990) показали, что путем измерения толщины воротникового простраства(NT) с помощью УЗИ, на этом сроке можно проводить скрининг плодов с анеуплоидиями (трисомии 21, 13 и 18) (Nicolaides et al. 1994). Кроме того, было обнаружено, что увеличение NT связано с сердечными дефектами (Hyett et al. 1999). Скрининг синдрома Дауна и других основных анеуплоидий в период от 11 недель до 13 недель 6 дней беременности с использованием измерения NT в сочетании с возрастом матери и анализом биохимических маркеров в сыворотке крови матери (А-белок, ассоциированный с беременностью, и свободный бета хорионический гонадотропин человека) сообщалось, что уровень обнаружения составлял примерно 90%, а уровень ложноположительных результатов составлял 5% (включая необходимость проведения инвазивной процедуры, такой как биопсия ворсин хориона или амниоцентез; Ndumbe et al. 2008; Nicolaides 2011). В настоящее время во многих странах и регионах ультразвуковое измерение NT предлагается беременным женщинам в качестве способа оценки риска хромосомных нарушений.

    В 1998 году были опубликованы первые исследования, демонстрирующие, что большая часть плодов с анеуплоидиями имеет аномальный характер кровотока в венозном протоке, что было зафиксировано с использованием спектрального допплеровского ультразвука (Borrell et al. 1998; Matias et al. 1998). Венозный проток (DV) - это сосуд, который присутствует в течение жизни плода и соединяет пупочную вену с нижней полой веной. Обычно поток DV пульсирующий, с положительными скоростями крови в течение сердечного цикла. У < 90% анеуплоидных плодов волна, соответствующая сокращению предсердий (А волна), отсутствует или инвертирована (Matias et al. 1998). Обнаружение аномального DV-потока у плодов с трисомиями было подтверждено в нескольких исследованиях (Borrell 2004). Также сообщалось, что анеуплоидные плоды имеют повышенную частоту трикуспидальной регургитации (Falcon et al. 2006; Huggon et al. 2003). Кроме того, результаты ультразвукового допплеровского обследования других сосудов плода указывают на связь между патологическими признаками в печеночных артериях (повышенный кровоток) и синдромом Дауна (Bilardo et al. 2011), внутрибрюшным отделом пупочной вены (уменьшенный кровоток) и последующей задержкой внутриутробного развития (Rizzo et al. 2010), а также аномальным DV-потоком и осложнением при монохориальных беременностях близнецами (Matias et al. 2010).

    В плодах первого триместра с нормальными хромосомами (эуплоидные плоды) увеличение NT (Hyett et al. 1999) и патологические допплеровские находки DV (Matias et al. 1999) могут указывать на повышенный риск сердечных дефектов. Этот риск был впоследствии подтвержден той же исследовательской группой в более крупной группе пациентов. Авторы предположили, что допплеровская оценка DV-потока может улучшить результаты скрининга пороков сердца (Chelemen et al. 2011).

Соображения об ультразвуковой энергии

    B-режим и доплеровская ультразвуковая визуализация используют разные режимы пульсации с последующей различной выходной мощностью. При рассмотрении возможности вредных тепловых воздействий важна пространственная пиковая временная средняя интенсивность (ISPTA). Прошлые исследования показали, что эта интенсивность была значительно выше в импульсном допплеровском или цветном режимах, чем в B-режиме (Whittingham 2000). Недавний опрос, основанный на результатах, объявленных производителями (Martin 2010), показывает, что эти значения значительно перекрываются между режимами, но средняя интенсивность остается более высокой для импульсного доплеровского режима и режима цветового потока(*ЦДК). Средняя интенсивность для B-режима (273 мВт/см^2) составляет 36% от интенсивности для импульсного допплера и 61% от среднего значения для ЦДК.

    Современные сканеры отображают информацию, связанную с безопасностью, в виде механических и термических показателей. Эти индексы определены в "Output Display Standard", документе, подготовленном совместно Американским институтом ультразвука в медицине и Национальной ассоциацией производителей электрооборудования (1992). Тепловой индекс (TI) указывает на повышение температуры, которое можно ожидать в ткани во время сканирования, в то время как механический индекс (MI) отражает вероятность механических воздействий, таких как кавитация. Существует три формы TI: тепловой индекс мягких тканей (TIS) отражает повышение температуры в мягких тканях, тепловой индекс кости (TIB) отражает температуру, когда фокус ультразвука установлен на кость, и тепловой индекс черепа (TIC) - когда кость близко к коже (например, череп новорожденного). Британское медицинское ультразвуковое общество выпустило руководящие принципы по безопасному использованию клинического ультразвука на основе этих показателей (www.bmus.org). В руководящих принципах говорится, что TIS должен контролироваться до 10 недель после последней менструации, а TIB должен контролироваться после этого. Как только TI превышает 0,7, время сканирования должно быть ограничено. Например, время сканирования менее 15 минут рекомендуется для 1,5 < TI < 2.

    TI < = 0.7 - Tмакс без ограничений, рекомендуемый диапазон при условии получения адекватных изображений;

    TI > 0.7–1.0 - Tмакс 60 мин ALARA;

    TI > 1.0–1.5 - Tмакс 30 мин ALARA;

    TI > 1.5–2.0 - Tмакс 15 мин ALARA;

    TI > 2.0–2.5 - Tмакс 4 мин ALARA;

    TI > 2.5–3.0 - Tмакс 1 мин ALARA;

    TI > 3.0 - проведение УЗИ не рекомендуется, нельзя использовать при акушерском УЗИ.

    Сокращения:

    Tмакс - Максимальное время экспозиции для эмбриона/плода

    ALARA(As Low As Reasonably Achievable) - настолько мало насколько это возможно в разумных пределах.(*Принцип сформулирован для экспозиции радиации в 1954г. внешняя ссылка )

Недавно опубликованные исследования биоэффектов

    Три недавних исследования исследовали влияние ультразвука на плод и эмбрион. Анг(Ang) и соавт. (2006) изучали влияние ультразвука на миграцию нейронов в коре головного мозга у эмбриональных мышей в течение от 4 минут до 7 часов. Животные подвергались воздействию в последние 3 дня беременности (16–19 дни) и подвергались эвтаназии на 10-й день после рождения. Анализ мозга > 335 мышей показал, что при воздействии ультразвука в течение 30 минут или дольше небольшое, но статистически значимое, число нейронов не смогло достичь своего правильного положения в головном мозге. Количество ошибочной дисперсии меченых нейронов увеличивалось с продолжительностью воздействия ультразвука. Также наблюдалось увеличение аномальной клеточной миграции у животных, подвергнутых 420-минутному "плацебо" эксперименту, по сравнению с контрольной группой. Этот результат может быть результатом стресса, испытываемого беременными животными при длительном воздействии экспериментальной процедуры. Более короткая продолжительность "плацебо" воздействия не влияла на миграцию клеток по сравнению с контрольной группой. В независимом "плацебо" эксперименте воздействие ультразвука не влияло на оксигенацию или температуру тела беременных мышей; поэтому авторы предположили, что механизм нарушенной миграции нейронов в результате ультразвука является нетепловым, некавитационным, механически опосредованным эффектом, возможно, включающим воздействие радиационной силы, микропотока или сдвига на уровне клеточной стенки. Эти механические эффекты могут мешать адгезии между мигрирующими нейронами и поверхностью мигрирующих субстратов, таких как радиальная глия, которые служат им направляющими.

    Schneider-Kolsky et al. (2009) исследовали, может ли воздействие ультразвука в B-режиме или импульсном допплеровском режиме, близкое к сроку вылупления, влиять на память у только что вылупившихся цыплят. Результаты показали, что длительное воздействие импульсного доплеровского ультразвука может отрицательно повлиять на когнитивные функции у цыплят. Мозг цыплят на 19-й день 21-дневного инкубационного периода подвергали 5 или 10-минутному "плацебо" ультразвуковому исследованию, 5 или 10-минутному УЗИ в В-режиме или 1, 2, 3, 4 или 5-минутному импульсному допплеровскому УЗИ in ovo. Используемая в клинических условиях ISPTA с пониженными характеристиками составляла 97,2 мВт/см^2 для B-режима и 576 мВт/см^2 для импульсного доплеровского режима. TI составлял 0,1, а MI составлял от 0,39 до 0,55. Функция обучения и памяти (показанная задачей различения) оценивалась через 2 дня после вылупления. Цыплят обложили красными или синими бусинками, красные были заполнены горькой жидкостью. Птенцы быстро научились ассоциировать красный цвет с горьким вкусом. Было предположено, что если формирование памяти проходило нормально, то птенцы будут избегать клевать красные бусинки в будущих тестах. Воздействие в B-режиме продолжительностью до 10 минут не нарушало функцию памяти в модели цыплят, тогда как воздействие импульсного допплеровского ультразвука продолжительностью > = 4 минут приводило к значительному дефициту долговременной памяти. Краткосрочная и среднесрочная память были значительно ухудшены после 5 минут воздействия ультразвуковым допплером, так же как и способность к переучиванию(*Вспоминается конвейер Бокановского из книги О.Хаксли "О дивный новый мир").

    Целью исследования Pellicer et al. (2011) было выяснить, может ли импульсное доплеровское воздействие при исследовании DV-потока у плодов крыс вызвать повреждение их печени, что оценивалось с помощью теста на апоптоз(*контролируемая/программируемая гибель клеток) с определением каспазы-3. Это исследование важно, потому что в клинической практике маркеры синдрома Дауна, измеренные с помощью допплера на ранних сроках беременности, включают кровоток в мелких сосудах, таких как DV, и через трикуспидальный клапан. Беременных самок крыс (18-й день беременности) анестезировали, а плоды в проксимальном положении от каждого рога матки подвергали ультразвуковому воздействию. Использовали импульсный волновой и цветной допплер из клинического ультразвукового сканера. Для импульсных доплеровских воздействий использовалась частота 5,8 МГц и частота кадров 26,5 Гц. Контрольным объем составлял 0,5 мм. В этих условиях заявленная производителем уменьшенная ISPTA составляла 40,6 мВт/см^2. Угол инсонации сохранялся на уровне < 30 градусов. MI и TI были < 1. Цветной допплер был использован для идентификации первого плода в правом маточном роге и его DV в срединной сагиттальной плоскости или наклонной поперечной брюшной плоскости. Фетальные DV подвергались воздействию импульсного допплера в течение 3–600 сек, чтобы установить минимальное время воздействия, приводящее к повреждению клеток. Матери умерщвлялись через 2–24 ч после воздействия. Значительный апоптоз наблюдался в печени у всех плодов, умерщвленных через 7 ч и подвергавшихся воздействию в течение 20 сек или более. Для животных, подвергшихся воздействию более 300 сек, этот эффект был виден через 4 часа. Была обнаружена линейная зависимость между апоптотической активностью и временем импульсного доплеровского сканирования; чем дольше время воздействия, тем больше повреждение клеток печени. Это повреждение со временем исчезало, т.е. печень уже не была поврежденной, когда животное убивалось через 12 или 24 ч после воздействия, что указывает на временный эффект повреждения. В этом исследовании не было обнаружено никакого эффекта для времени воздействия 10 сек или меньше. Основываясь на этом выводе, авторы рекомендовали, чтобы допплеровские исследования были ограничены как можно более коротким временем, а повторные допплеровские сканирования должны быть разнесены по времени как можно дальше, если они проводятся в течение 24 часов.

    Хотя все три этих исследования имеют свои ограничения, и трудно определить отношение к уровню воздействия на человеческий эмбрион или плод, данные исследования показывают, что существует вероятность того, что клинические ультразвуковые сканеры могут вызывать незначительные негативные эффекты. Все три исследования продемонстрировали связь между длительностью воздействия ультразвуковым доплером и потенциально необратимыми биологическими эффектами. Хотя существует неопределенность в отношении биологических эффектов, которые могут быть вызваны импульсным доплеровским воздействием на эмбрион или плод, особенно важно соблюдать принцип ALARA.

Допплер первого триместра при скрининге анеуплоидий: перевешивает ли польза риск?

    Включая дополнительные ультразвуковые маркеры (например, отсутствие носовой кости) в модели скрининга плода в первом триместре на предмет анеуплоидии плода, можно достичь частоты обнаружения, превышающей 90% при ложноположительных показателях 5% или менее (Cicero et al. 2001). О подобном эффекте сообщалось, когда доплеровское исследование DV или трикуспидального клапана или обоих были включены в модели скрининга (Kagan et al. 2009; Maiz et al. 2009).

    С помощью различных комбинаций биохимических тестов и ультразвуковых маркеров было разработано несколько моделей для оценки риска развития трисомии 21 в первом триместре беременности (таблица 2). Комбинация материнского возраста и биохимических маркеров в материнской сыворотке дает относительно низкую частоту выявления. Включение ультразвуковых измерений толщины NT в модели значительно повышает эффективность теста (Kagan et al. 2009; Maiz et al. 2009). Недавно модель, объединяющая NT и биохимические тесты в два этапа, дала частоту обнаружения 92% и ложноположительного уровня 1,4% (Habayeb et al. 2010). Проведя допплеровское исследование кровотока в DV или трикуспидальном клапане, или обоих, у всех плодов, были достигнуты уровни обнаружения 96% (Kagan et al. 2009; Maiz et al. 2009). Тем не менее, используя допплеровские измерения условным образом (т.е. в предварительно выбранной группе беременностей со средним риском анеуплоидии [риск от 1:51 до 1: 1000]) на основе скрининга первой линии (возраст матери, NT, частота сердечных сокращений плода и биохимия сыворотки) дали практически идентичные результаты. Частота выявления в этом случае составила 96% для трикуспидальной регургитации и 97% для DV с ложноположительными показателями 2,6% и 2,4% соответственно (Kagan et al. 2009; Maiz et al. 2009). В последних двух моделях, если измерения DV или трикуспидального клапана были включены в качестве теста второй линии, только 15% беременных женщин подвергались воздействию ультразвукового допплера в первом триместре. Напротив, если биохимические маркеры используются только в качестве вторичного теста, вся популяция будет подвергаться доплеровским исследованиям как часть скрининга первой линии (Kagan et al. 2010).

Безопасное использование допплерографии в первом триместре беременности

    Чтобы следовать принципу ALARA, ультразвуковой оператор должен уметь понимать предоставленную информацию об энергетическом воздействии ультразвука, знать, где его найти и как контролировать энергию, излучаемую ультразвуковым оборудованием. К сожалению, было ясно показано, что такие знания далеко не удовлетворительны среди экспертов по УЗИ плода в Европе (Marsal 2005), США (Houston et al. 2011; Sheiner et al. 2007) и в Азии (Akhtar et al. 2011). Без сомнения, существует необходимость в усиленном непрерывном обучении операторов УЗИ вопросам безопасности ультразвука. Международное и национальное общества медицинского ультразвука должны координировать свои усилия по обучению и предоставлять рекомендации по безопасному использованию диагностического ультразвука и особенно ультразвукового допплера при беременности.

    Один из возможных способов побудить операторов УЗИ, особенно тех, кто использует ультразвуковое доплеровское исследование в первом триместре, приобрести необходимые знания по вопросам безопасности - это требовать адекватного предоставления информации об ультразвуковом воздействии при представлении отчетов о научных исследованиях в научные журналы или конгрессы. (Campbell and Platt 1999; Haar et al. 2011). В этом случае следует ожидать более строгого соблюдения руководящих принципов (Salvesen and Lees 2009).

    Существует несколько исследований, в которых оценивались уровни TI и MI и время воздействия во время стандартных акушерских ультразвуковых исследований (Deane and Lees 2000; Sheiner et al. 2005, 2007). Эти исследования показали, что значения TI иногда превышают 2,0 при применении цветных или спектральных импульсных доплеровских режимов. И это несмотря на то, что в большинстве акушерских исследований вполне удовлетворительные изображения и / или доплеровские сигналы могут быть получены при низких уровнях TI и MI. Обследования, упомянутые в этой статье, были выполнены во второй половине беременности; Насколько известно, подобные исследования не проводились для допплеровских обследований в первом триместре.

    Чтобы придерживаться рекомендации TI < = 1,0 для использования допплера при обследовании плода в период от 11 недель до 13 недель и 6 дней (Salvesen et al. 2011), оператор ультразвука должен контролировать факторы, влияющие на воздействие ультразвука. Вкратце, на выходную энергию в режиме цветового допплера влияют следующие параметры: ширина цветового контрольного объема, глубина его расположения и цветовая шкала(*видимо подразумевается фильтр скоростей). Для спектрального импульсного волнового допплера соответствующие факторы представляют собой шкалу скорости, связанную с частотой повторения импульсов и глубиной расположения контрольного объема. Как для цветного, так и для спектрального допплера, есть общие регуляторы интенсивности выходного сигнала (мощности). Рекомендуемая процедура всегда состоит в том, чтобы использовать низкие выходные настройки по умолчанию и учитывать только увеличение общей выходной энергии, когда оптимизация «параметров получения» изображения и доплеровских сигналов не дает удовлетворительных результатов.(*на потоке, как правило, некогда этим заниматься - тонкими подстройками, другое дело, если кто-то настроит заранее специальный пресет!)

    Длительность обследования важна для конечного воздействия ультразвука. Согласно практическому опыту, большинство допплеровских обследований, указанных в первом триместре, могут проводиться в течение 5–10 минут(*надо быть осторожнее с такими высказываниями! Потому что руководство клиник воспримет это, как верхним лимит - 5 минут на УЗИ! На самом деле 5 минут пациентка будет только укладываться на кушетку...), как это было рекомендовано в заявлении Международного общества ультразвука в акушерстве и гинекологии (ISUOG) (Salvesen et al. 2011). Однако в некоторых случаях может быть трудно получить хорошие сигналы от крошечных сосудистых структур плода первого триместра. Например, если причиной плохого УЗ-изображения является ожирение матери, может быть оправдано контролируемое и кратковременное увеличение интенсивности; это может упростить получение хороших сигналов и, следовательно, сократить общее время обследования. Время, необходимое для допплеровского экзамена, зависит от опыта и навыков оператора (Nicolaides 2011). Было показано, что для достижения 95% успеха при обследовании DV на ранних сроках беременности необходимо в среднем минимум 80 УЗИ (Maiz et al. 2008). Таким образом, необходима обширная тренировка под наблюдением, что само по себе говорит против включения обследования DV и трикуспидального клапана в качестве обычной части всех скрининговых обследований в первом триместре.

    Как упоминалось ранее, правильно проведенное допплеровское обследование плодов на ранних сроках беременности может дать важные и клинически полезные результаты. При применении ко всем беременностям в качестве обычной процедуры скрининга на анеуплоидию плода, допплеровские исследования DV и трикуспидального клапана могут увеличить частоту выявления синдрома Дауна. Однако полностью сопоставимые результаты были получены, когда допплеровские обследования были применены в условной модели в качестве теста второй линии при предварительно выбранных беременностях с промежуточным риском анеуплоидии (Kagan et al. 2010; Maiz et al. 2009; Nicolaides 2011). Следует также отметить, что, вероятно, в ближайшем будущем скрининг хромосомных дефектов на ранних сроках беременности может основываться на совершенно иной концепции (например, на анализе свободной ДНК плода в материнской крови; Ehrich et al. 2011; Hahn et al. 2011 *НИПТ тест - также см. Роль НИПТ в снижении применения инв... ), что делает излишним биохимический и ультразвуковой скрининг анеуплоидий. Одно недавнее сообщение показало, что допплер в первом триместре может улучшить раннее выявление пороков сердца (Chelemen et al. 2011), что было бы желательно. Аспекты безопасности и необходимость экспертизы для проведения этих обследований еще раз говорят против применения допплера на ранних сроках беременности в качестве обычной части скрининга сердечных дефектов. Допплерография, вероятно, будет полезна в качестве обследования второй линии у плодов высокого риска, т.е. плодов с нормальными хромосомами и повышенным NT.

    Представленные здесь соображения, касающиеся использования ультразвукового допплера в первом триместре, дают основание для совместного(консенсусного) заявления WFUMB-ISUOG о безопасном использовании допплера при ультразвуковом исследовании плода с 11 до 13 недель и 6 дней. Комитет по биоэффектам и безопасности ISUOG в своей недавней статье, посвященной данной проблеме, резюмировал эти опасения следующим образом: «Основная причина для пропаганды осторожного использования ультразвукового допплера на ранних сроках беременности не в том, что мы знаем, что он причиняет вред, а в том, что мы не знаем безопасно ли это, и потому что первый триместр - особенно уязвимый период жизни плода»(Salvesen et al. 2011).

    *Также см. Срок беременности по УЗИ :: Калькул... и Расчетный вес плода :: Калькуляторы...

    *комментарии редактора