Dal 2D al 3D
• Il processo mentale di
conversione delle
immagini 2D in 3D non è
semplice, dipende dalle
capacità individuali e dal
training specifico.
• perciò, non è
sorprendente che l’abilità
di interpretare le immagini
ecografiche non sia
uniforme ma vari molto
tra operatori diversi.
Dalla seconda alla terza
dimensione
VOXEL = 3D
PIXEL = 2D
A-plane
B -plane
C -plane
Ecografia 2D
Ecografia 3D
Tre sono I piani nell’acquisizione
di un volume
1) A
2) B
3) C
piano assiale
piano sagittale
piano coronale
Questi 3 piani mantengono
sempre una relazione di
perpendicolarità l’uno con l’altro.
Quindi qualunque
aggiustamento su un piano
modificherà anche gli altri 2
RENDERING
Rappresentazione del volume in funzione dellastrutura da esaminare
X-ray
Gradient
Light
Surface
Smooth
Surface
Light
Maximum
Surface
Mixed
Surface
& Smooth
SURFACE / MAXIMUM MODE
THRESHOLD SETTING
MAGIC CUT
TOMOGRAPHIC ULTRASOUND
IMAGING (TUI)
☺ Facial anomalies (eg, cleft lip and palate, micrognathia, abnormal
midline profile, and genetic syndrome
☺ Nasal bone
☺ Ears
☺ Central nervous system (agenesis of corpus callosum and Dandy
Walker malformations
☺ Cranial sutures
☺ Thorax (eg rib evaluation, intrathoracic masses, and lung volumes
☺ Spine (eg level of neural tube defect and vertebral abnormalities
☺ Extremities(eg clubfeet, amputation defects, and skeletal dysplasia
☺ Heart (eg conotruncal anomalies and evaluation of normal anatomy
☺ Placenta (eg vasa previa) such as to determinethe relationship of
the vessel to the internal os
☺ Visual depiction for reassurance or demonstration of an abnormality
for consulting clinicians and patients
☺ Extent of anomalies such as cystic hygromata
☺ Multiple gestation (eg conjoined twins and vascular mapping for TTTS;
☺ Umbilical cord (eg cord insertion sites or cord knots)
3-D US I Trimestre
• SNC
• NT
• Tempi di
scansione rapidi
• Trasduttori alta
frequenza
“ Multiplanar” Mode
B
A
Ingrandire e misurare sul
piano A (sezione sagittale
mediana) e sul B (sezione
trasversa
C
3-D US del SNC
ARTERIA
PERICALLOSA
AGENESIA CORPO CALLOSO
MIELOMENINGOCELE
VCI sul piano coronale (VCI-C)
SUTURA LAMBDOIDALE
3D DELLA FACCIA
Resa (rendering) tridimensionale
superficie
max
min
LABIOPALATOSCHISI
MICROFTALMIA
SINDROMI GENETICHE
NT
Aneuploi
dy
Losses
Anomali
es
Alive &
well
< 95° p
0.2 %
1.3 %
1.6 %
97 %
95°-99° p
3.7 %
1.3 %
2,5 %
93 %
3.5-4.4 mm
21.1 %
2.7 %
10.0 %
70 %
4.5-5.4 mm
33.3 %
3.4 %
18.5 %
50 %
5.5-6.4 mm
50.5 %
10.1 %
24.2 %
30 %
> 6.5 mm
64.5 %
19.0 %
46.2 %
15 %
STIC
(Spatial Temporal Image
Correlation)
• Ricostruisce un volume virtuale del cuore in
movimento
• Buoni risultati dopo 13 settimane
• Richiede stabilità fetale e frequenza
cardiaca contenuta entro valori normali
(110-160/min)
Connessioni ventricolo-arteriose
normale
DORV
Vantaggi del 3D
La possibilità di rivedere l’esame senza il paziente
La possibilità di usare per la valutazione delle strutture
anatomiche piani differenti da quello originale di
acquisizione
La possibilità di ruotare l’intero set di dati volumetrici così
che le strutture anatomiche possono essere esaminate
da diverse prospettive.
La disponibilità di una varietà di rendering per visualizzare
differenti caratteristiche delle stesse strutture ad es, lo
stesso set di dati volumetrici della schiena di un feto
permette di vedere l’aspetto esterno di un meningocele
(rendering di superficie) o in alternativa il sottostante
piano osseo (maximum mode)
Luís F. Gonçalves, MD,J Ultrasound Med 2005; 24:1599–1624
ECO 3D e affettività prenatale
 Risultati degli studi disponibili contrastanti
 Metodologia degli studi non sempre uniforme (diversi test
psicologici, confronto con 3D vs 2D o solo 3D...)
 Alcuni lavori condotti in epoche gestazionali troppo precoci per
ottenere belle immagini 3D
 In generale, il migliore risultato emotivo ottenuto nelle fasce
sociali più basse
4D E LO STUDIO DEI MOVIMENTI FETALI
• Alla nascita, i neonati
hanno degli schemi di
comportamento motorio
necessari per la sopravvivenza
• Mostrano occasionalmente
anche altri pattern motori,
compresi i movimenti generali
• Questi patter motori sono
riconoscibili fin dallo stadio
fetale
• Il comportamento motorio
del feto può essere studiato
usando l’ecografia in tempo
reale.
sucking-swallow
yawn
head anteflexion
jaw opening
stretch
breathing mov
hand-face contact
head rotation
head retroflexion
Isol leg movements
hiccup
general movements
Startle
Just discernible
8
de Vries JI, Visser GH,
10
12
14
16
18
20
Prechtl HF 1984 Fetal motility in the first half of pregnancy.
In: Prechtl HFR (ed) Continuity of Neural Functions from Prenatal to Postnatal Life (Clinics in Developing
Medicine). Blackwell, Oxford, pp 46–64
Sb head
Sb head + rump
Just discernible
Sb rump
Sb legs
Sb arms
Sb arms + legs
Slow spine
Twich spine
GM
Rot < 90°
Rot > 90°
Rotation
Startle
Iso arm
Iso leg
Breathing
Hiccup
Iso retrofl head
Iso Rot head
Iso anteflex head
Hand face contact
Jaw opening
Sucking/swall
Luchinger AB, Pediatric
Research 2008
Jawn
Stretch
Finger Mov
7
8
9
10
11
1
13
I movimenti degli arti superiori nel feto sono
casuali, puri riflessi privi di coordinazione,
oppure mostrano una qualche forma di
organizzazione ?
Per rispondere a questa domanda è necessario
combinare due tecniche (ecografia 4D e analisi
cinematica) nonchè competenze professionali diverse.
La nostra ipotesi era quella di poter riconoscere
un’organizzazione neurocognitiva nei movimenti fetali
degli arti superiori a testimonianza di una primordiale
capacità di pianificazione del movimento
Partecipanti
8 donne in gravidanza, seguite nell’unità di diagnosi prenatale sottoposte ad ecografia 4D ogni 4
settimane, dalla 14 alla 36 settimana di gestazione .
1
2
3
4
5
6
7
8
età
33
37
28
27
28
39
30
27
studi
diploma
diploma
medie
diploma
master
laurea
medie
diploma
Liquido a.
normale
normale
normale
normale
normale
normale
normale
normale
Placenta
anter
anter
anter
poster
poster
poster
poster
anter
sesso
F
F
F
M
M
M
F
M
parto
SD
SD
SD
SD
SD
SD
SD
SD
peso
3810
2810
3110
2800
3350
3900
2910
3600
Apgar
10-10
10-10
9-10
9-10
9-10
9-10
9-10
9-10
Es.clinico
normale
normale
normale
normale
normale
normale
normale
normale
Videoregistrazione di 20 minuti con 4D
Ultrasound Voluson 730 Expert (GE
Company)
Movimenti selezionati da ciascuna
videoregistrazione .
Ciascun frame di ciascun movimento,
digitalizzato per permettere l’analisi
cinematica.
L’acquisizione dei dati viene eseguita tramite un sistema
optoelettriconico a raggi infrarossi, L’analisi si basa sul
riconoscimento e ricostruzione tridimensionale di marker
passivi posizionati su punti di repere anatomico
mouth
ear
cheek
forehead
eyes
6%
10%
week 14
2%
28%
15%
nose
chin
week 18
23%
19%
9%
15%
7%
16%
18%
19%
4%
Week 22
13%
Week 26
9% 0%
19%
27%
19%
8%
37%
12%
18%
4%
34%
0% 9%
obiettivo : ottenere un CONFRONTO
•In epoche gestazionali differenti
•Tra feti differenti
Y
X
Coordinate di riferimento:
il feto stesso
Unità di misura: un
parametro anatomico
Quali punti?
2 tipi di movimento delle mani sono stati
selezionati ed analizzati
Mano all’occhio, quando
il movimento termina
con la mano o le dita
sopra o vicino all’occhio.
mano alla bocca , quando
il movimento termina con
le dita che toccano la
bocca, le labbra o la
regione orale intermedia
2 tipi di movimento delle mani sono stati
selezionati ed analizzati
Mano all’occhio, quando
il movimento termina
con la mano o le dita
sopra o vicino all’occhio.
mano alla bocca , quando
il movimento termina con
le dita che toccano la
bocca, le labbra o la
regione orale intermedia
Cosa misurare?
• Traiettoria (polso)
14
wks
1
6
W
r
i
s
t
v
e
l
o
c
i
t
y
18
wks
22
wks
14
1
2
1
0
8
6
4
2
0
0
500
0
1000
Time (sec)
1
500
2
000
La traiettoria è uno dei 50 parametri cinematici ottenuti dalla
velocità, tempo e spostamento angolare delle articolazioni.
14 wks
16
18 wks
22 wks
W 14
r
i
12
s
t 10
8
v
e
l
o
c
i
t
y
6
4
2
0
0
500
1000
Time (sec)
0
14 wks
16
1
500
18 wks
2
000
22 wks
W 14
r
i
12
s
t 10
v
e
l
o
c
i
t
y
8
6
4
2
0
0
500
0
1000
Time (sec)
1
500
2
000
Cosa misurare?
• velocità (polso)
Deceleration time
mouth
100
80
60
%
40
20
0
eye
14
18
22
26
week
Solo dopo la 22a settimana il tempo di decelerazione è aumentato
per imovimenti mano-occhio rispetto a quelli mano-bocca
Conclusioni
● I pattern motori riflettono quelli già osservati con le
tecniche di cinematica, negli adulti e nei bambini
●
perchè?
Tre possibili interpretazioni:
♦ l’occhio è più delicato della bocca
Velocity (mm/s)
il tempo di decelerazione mostra che la mano
raggiunge la bocca più velocemente dell’occhio
Velocity Pick
(mm/s)
Deceleration Time (ms)
♦ l’occhio è più distante della bocca
♦ l’organizzazione dei movimenti fetali include una componente
intenzionale
STUDI O C I NEM ATI C O DEI M OVI M ENTI FETAL I NEI
G EM EL L I M ONOC OR I AL I E BI C OR I AL I : EVI DENZA
DI UNA PR EC OC E PI ANI FI C AZI ONE M OTOR I A
G. D ’Ottavio, C. Nelini, C. A nsuini, , S. Zoia,
V . Gallese, U. Castiello
BRAIN 2010 in press