Siêu âm tim đánh dấu mô 3D là một kỹ thuật hình ảnh tiên tiến được thiết kế để phân tích biến dạng cơ tim thất trái (LV) dựa trên tập dữ liệu 3D. STE 3D khắc phục được một số hạn chế của siêu âm tim đánh dấu mô 2D trong việc đánh giá vận động phức tạp của thất trái, cung cấp các thông số biến dạng của thất trái, bổ sung thêm các thông số biến dạng (chẳng hạn như biến dạng diện tích) và định lượng toàn diện hình học và chức năng thất trái [62].
Các sợi cơ của thất trái (LV) có định hướng không gian phức tạp. Khi thất trái co bóp, các sợi cơ sẽ co theo các hướng khác nhau, vận động cơ học thất trái về bản chất là một hiện tượng 3D và việc đánh giá chính xác nó đòi hỏi phải có phương pháp hình ảnh 3D. Trong những năm gần đây, siêu âm đánh dấu mô ba chiều đã được triển khai để đo biến dạng 3D và đã nổi lên như một công cụ thăm khám không xâm lấn tốt hơn để phân tích vận động phức tạp của thất trái, khắc phục những hạn chế vốn có của STE 2D. Do tính ưu việt được cung cấp bởi việc bổ sung chiều thứ ba để phân tích biến dạng cơ tim (ví dụ: không có chuyển động xuyên mặt phẳng của các đốm, khả năng theo dõi các đốm theo hai hướng đồng thời để định lượng biến dạng vùng, v.v.), STE 3D có tiềm năng trở thành kỹ thuật rất có giá trị để đánh giá chức năng tâm thu của LV bằng siêu âm tim trong tương lai gần [62].
Đây là kỹ thuật mới, vẫn đang trong quá trình phát triển công nghệ nhưng đã có một số nghiên cứu thử nghiệm và lâm sàng đã chứng minh độ tin cậy và tính khả thi của STE 3D, cũng như một số ưu điểm của STE 3D so với STE 2D. Kỹ thuật này đã cung cấp những hiểu biết mới về co bóp của thất trái trong một số lĩnh vực lâm sàng, chẳng hạn như đánh giá khách quan chức năng toàn bộ và chức năng vùng của thất trái trong các bệnh tim thiếu máu cục bộ và không do thiếu máu cục bộ, đánh giá rối loạn đồng bộ thất trái, cũng như phát hiện các rối loạn chức năng tim cận lâm sàng trong những mặt bệnh có nguy
cơ tiến triển thành suy tim. Tuy nhiên, STE 3D thường yêu cầu bệnh nhân phải nhịn thở khi ghi hình và nhịp tim đều để cho phép thu nhận 3D đa nhịp theo ECG. Ngoài ra, các phép đo, giới hạn bình thường và giá trị giới hạn liên quan đến các thông số biến dạng 3D hiện đang được nhà cung cấp cụ thể hóa và phụ thuộc nhiều vào thiết bị siêu âm 3D được sử dụng. Những tiến bộ công nghệ với sự cải thiện về độ phân giải không gian, thời gian và một phương pháp chuẩn hóa để thu được các phép đo biến dạng 3D không phụ thuộc vào nhà cung cấp được mong đợi trong tương lai để ứng dụng rộng rãi STE 3D trong cả lĩnh vực nghiên cứu và lâm sàng.
Trong STE 3D, mỗi điểm đốm là 1 hình khối lập phương của các điểm đánh dấu mô, các điểm này được theo dõi và đánh giá thông qua chu chuyển tim bằng thuật toán STE 3D. Từ đó vẽ lên được đường đi của chúng theo các chiều khác nhau trong không gian, dựa vào các thuật toán chúng ta sẽ tính được các biến dạng cơ tim theo các chiều khác nhau trong không gian.
Hình 1.14. Mô hình đốm trên siêu âm 3D
(Nguồn Muraru và cộng sự [62])
STE 3D là một kỹ thuật tiết kiệm thời gian, vì nó cho phép tính toán tất cả các thông số biến dạng 3D của LV từ một tập dữ liệu thể tích duy nhất và tránh các lỗi do sự thay đổi nhịp tim có thể xảy ra khi cần nhiều lần thu thập như với 2DSTE [62].
Hạn chế:
Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng siêu âm STE 3D vẫn còn đang trong quá trình các thử nghiệm và chưa được ứng dụng rộng rãi trên lâm sàng do nó còn tồn tại những hạn chế sau:
- Yêu cầu cửa sổ siêu âm tốt, chất lượng hình ảnh 3D tốt;
- Sự hợp tác của bệnh nhân, bệnh nhân phải nín thở khi ghi hình siêu âm;
- Độ phân giải theo thời gian phù hợp để đảm bảo các điểm đánh dấu mô cơ tim có thể nhận biết được rõ ràng. Người ta thấy rằng, tốc độ khung hình tối ưu là 35-50 volume/s, nếu tốc độ khung hình thấp < 18 volume/s sẽ dẫn đến đánh giá thấp đáng kể độ lớn biến dạng. Do đó không đánh giá được ở những bệnh nhân nhịp không đều. Độ phân giải về thời gian của các thế hệ siêu âm 3D hiện tại chưa cho phép đánh giá được chức năng tâm trương của thất trái.
- Những tiến bộ gần đây trong công nghệ, cho phép siêu âm 3D thu nhận hình ảnh toàn bộ thất trái trong 1 nhịp tim, dễ phân tích với bệnh nhân loạn nhịp hoặc không nín thở được.
- Không thể tự điều chỉnh lại vị trí ROI sau khi theo dõi để tối ưu hóa đánh giá biến dạng trong các vùng thất trái. Không xác nhận tự động chất lượng theo dõi đốm. Không có tùy chọn nào để loại trừ các phân đoạn được theo dõi kém khỏi việc tính toán các giá trị biến dạng toàn cục của người vận hành. Không có sự phân biệt rõ ràng giữa chất lượng theo dõi kém và chức năng kém trong các vùng bất thường.
- Sự thay đổi lớn của các phép đo biến dạng, các thuật toán và định nghĩa được sử dụng cũng như các giá trị quy chuẩn giữa các nhà cung cấp là rào cản lớn chống lại việc sử dụng rộng rãi hơn STE 3D.
- Cách thức tiến hành siêu âm STE 3D, cách thu nhận 3D, phân tích và giải thích STE 3D và ứng dụng cho từng mục đích lâm sàng cũng cần được đào tạo để có kết quả đúng và chính xác.