Three dimensional echocardiography in congenital heart disease

Three dimensional echocardiography in congenital heart disease

Joseph John Vettukattil

Heart2012;98:79-88 doi:10.1136/heartjnl-2011-300488

Download fulltext

http://heart.bmj.com/content/98/1/79.full.pdf+html

Hình 1

Ứng dụng lâm sàng của siêu âm tim 3D. (A) Đánh giá dyssynchrony thất trái ở một bệnh nhân cardiomyopathy. Vách thất trái trong hình này được chia thành 15 phân đoạn và thời gian đạt đỉnh co thắt được đồ thị hoá. Xem các biến đổi ở điểm đỉnh co thắt. Hình động học minh họa trực quan mức độ dyssynchrony cũng thấy trên phía trước bản đồ co thắt. (B) Đo thể tích thất trái và chức năng với Qlab. Minh họa theo dõi bán tự động nội tâm mạc trong hai mặt cắt vuông góc và mặt cắt ngang. (C) Minh họa van atrioventricular chung với hai lỗ riêng biệt. Khu vực apposition giữa các leaflets cầu nối trên và dưới có thể nhìn thấy rõ ràng với coaptation failure ở giữa. (D) 3D màu mach máu của các động mạch lớn  ở một bệnh nhân có động mạch phổi P từ thân động mạch phổi và động mạch phổi bên trái từ ĐMChủ với tồn tại ống động mạch kết nối động mạch phổi và ĐMChủ.

Hình 2

Dị dạng của van tricuspid. (A) Siêu âm tim 3D ở bệnh nhân với dị dạng Ebstein. Nhĩ hoá thất P với bifoliate closure của van tricuspid, do dính mural và septal leaflets. (B) Xoay bất thường của các van tricuspid trong dị dạng Ebstein minh họa ở short axis view của van tricuspid khi van mitral thấy mở theo long axis của tim. (C) Large anterosuperior leaflet (ASL) ở dị dạng  Ebstein  thể hiện các 'keyhole' defect ở ventricular septum do poor coaptation giữa ASL và non-delaminated septal leaflet. (D) Dysplastic tricuspid valve với nhĩ P lớn và fenestrated ASL. Có sự thiếu hụt lớn tại điểm coaptation do delaminated septal leaflet dày và cuộn cạnh của dysplastic ASL. Không có bằng chứng về xoay bất thường.

Hình 3

(A) multi-planar reformatting (MPR) của vùng subaortic ở một trẻ sơ sinh nặng 2,6 kg với bị gián đoạn aortic arch và severe sub-aortic stenosis. Tạo hình 2D mặt cắt ngang sud-aortic area (mũi tên) đo được 1,7 mm, cho thấy hẹp nặng. Mặt cắt vuông góc 3D MPR (mũi tên) cho thấy một lỗ hình vuông đo được 1,7×3,7 mm, gợi ý không có bế tắc đáng kể trên mặt cắt. Bệnh nhân được sửa chữa biventricular thành công mà không có tồn lưu bế tắc đường ra. (B) MPR của septal atrioventricular defect hiển thị một góc bất thường hình thành bởi van atrioventricular trái tại trụ, gợi ý poor outcome.

Hình 4

Siêu âm tim 3D minh hoạ variation về hình thái của atrial septal defects. (A) Lỗ bầu dục nhìn từ nhĩ phải hiển thị một foramen ovale nhỏ tồn tại. (B) Aneurysm của atrial septum nhô vào nhĩ P với multiple sieve-like defects. (C) 2 atrial septal defects với dây hướng dẫn đi qua trước khi device closure. (D) Các bờ xoắn của secundum atrial septal defect nhỏ đó có các bờ đủ phân cách nó từ các cấu trúc liền kề nhưng không phù hợp cho device closuse. (E và F) Những gì xảy ra như là một ovale foramen riêng biệt và một fenestrated atrial septal defect liên hiệp với nhau để tạo thành một khiếm khuyết lớn duy nhất với một flap trên tạo hình 3D  động. Phân biệt chính xác những biến thể giải phẫu này rất quan trọng cho can thiệp thành công mà không có biến chứng.

Hình 5

Tạo hình 3D của van động mạch chủ. (A) Trifoliate closuse của symmetrical leaflets . (B) Bicuspid aortic valve với một cusp động mạch vành P rất nhỏ với không có bằng chứng hạn chế để mở trên tạo hình động học. (C) Symmetrical cusp trong một bicuspid aortic valve với restricted opening ở tạo hình động. Có thể đo chính xác  aortic annulus với multi-planar reformatting với khác biệt  đáng kể với đo ở 2D, đặc biệt là trong việc quyết định cỡ bóng cho valvuloplasty.

Hình 6

Bất thường của left atrioventricular valve. (A) Hiển thị 3D hình thái của double orifice valve khi kết hợp với atrioventricular septal defect. (B) Rheumatic mitral valve stenosis với  bờ van dày và cuộn lên và cordi ngắn lại. Nhĩ trái lớn chứng tỏ là tổn thương mạn tính. (C) Trifoliate left atrioventricular valve chứng minh khu vực của apposition giữa các superior và inferior bridging leaflets với separate coaptation point phân biệt các left atrioventricular valve trong atrioventricular septal defect  từ một cleft mitral valve. (D) Crescentic appearance của supra-mitral membrane sparing the aortic aspect.

                           

Characteristics of Ebstein's anomaly demonstrable by 3D echocardiography

• Rotational anomaly of the tricuspid valve
• Apical displacement of septal and mural leaflets leading to atrialisation of the right ventricle
• Failure of delamination of tricuspid valve leaflets
• Valve dysplasia
• Abnormalities of tension apparatus
• Myocardial abnormalities
• Reduced size of the functional right ventricle
• Variation in anatomy and function of the systemic ventricle
• Coexistent cardiac anomalies

Clinical applications of 3D echocardiography

• Structure and morphology of heart defects
• Deformation imaging
• Volumetry: left ventricle, right ventricle, muscle mass
• Colour 3D and 3D colour angiography
• Quantification of regurgitation
• Defect sizing
• Delineation of functional morphology of valves including Ebstein's anomaly and atrioventricular septal defect
• Septation of complex defects
• Cardiac catheter interventions (defect sizing, catheter manipulation)

Important milestones in real-time 3D echocardiography

• 1950: M mode imaging
• 1961: Baum and Greenwood introduce early concept of 3D imaging of the orbit
• 1970: 2D echocardiography
• 1974: Dekker and colleagues construct 3D model of the heart using mechanical spatial locator
• 1977: Matsumoto describes stereoscopic display of a wire frame model of cardiac chambers
• 1986: Martin and associates use micromanipulator controlled 3D transoesophageal echocardiography (TOE)
• 1989: Raqueno reconstructs conventional 2D colour flow Doppler images
• 1990: Von Ramm and Smith use real-time volumetric 3D matrix array probe
• 1991: Kuroda describes 3D system that rotated the TOE probe
• 2002: Real-time 3D echocardiography available for clinical use

Practical points for 3D image acquisition

• Probe position: perpendicular to the structure under evaluation
• Gain setting: high gain aiming for uniform echogenicity of the structure under evaluation
• Controls adjusted to get the best blood tissue separation
• Image centreing at appropriate elevation and sector width
• Full visualisation of the structure of importance in two orthogonal planes
• Avoid movement artefacts and use synchronisation with ECG and respiration
• Acquire multiple full volume 3D loops in colour and grey scale from same window
• 3D zoom for transoesophageal echocardiography with biplane width adjustment

_______________________________________________________________

SIÊU ÂM TIM 3D trong BỆNH TIM BẨM SINH (Three dimensional echocardiography in congenital heart disease), Joseph John Vettukattil

Heart2012;98:79-88 doi:10.1136/heartjnl-2011-300488

Tạo hình siêu âm tim người đã trải qua những thay đổi cách mạng cùng với những bước tiến gần đây của năng lực máy tính. Từ sự chấp nhận rộng hơn của siêu âm tim 2D trong thập niên 1970, sự tiến bộ trong lĩnh vực này bị chậm lại ở một số phạm vi. Tuy nhiên, sự tìm tòi của siêu âm tim 3D đã bắt đầu vào đầu những năm 1960 khi Baum và Greenwood giới thiệu khái niệm của tạo hình orbit (quỹ đạo) bằng cách sử dụng một loạt các slices song song. Không chỉ cho đến năm 1974, khi Dekker và cs đã tìm cách để xây dựng một mô hình 3D tim bằng cách sử dụng  bộ định vị không gian cơ khí, khái niệm trên đã trở thành hiện thực. Mô hình của họ bị giới hạn ở một lồng ngực mở với điểm tạo hình cố định, đòi hỏi phải có tất cả các hình ảnh mong muốn được lấy từ một vị trí — một quá trình rất chậm và sơ khai (primitive), chỉ thích hợp cho nghiên cứu.

Năm 1986, Martin và cs sử dụng một micromanipulator kiểm soát đầu dò ngã thực quản đánh dấu sự khởi đầu của siêu âm tim 3D qua ngã thực quản (3DTOE). Năm 1991, Kuroda và cs miêu tả một hệ thống 3D xoay đầu dò TOE, và đồng thời Woolschlager và cs miêu tả một hệ thống TOE đã có thể lấy nối tiếp các slices. Phát triển hơn nữa là một mảng quay (rotating array) giống như một cánh quạt hoặc theo hình quạt, song song với mặt phẳng tạo hình, đã khắc phục vấn đề cửa sổ siêu âm nhỏ. Năm 1989, Raqueno tái tạo lại những hình ảnh Doppler 2D dòng chảy màu quy ước thành 3D volumes. TomTec (Unterschleissheim, Đức) chuyển đổi dữ liệu tốc độ màu thông qua một post-processor để gán màu sắc khác nhau và sử dụng một thanh trượt xuyên thấu để nhìn thấy qua các luồng phụt (jets).
Năm 1990, Von Ramm và Smith từ đại học Duke sử dụng một hệ thống 3D thể tích thời gian thực mới với một đầu dò mảng ma trận. Điều này dùng xử lý song song (parallel processing) để có được khối tháp hiển thị nhiều mặt phẳng hình. Trong mô hình này các mảng 2D steering âm trong toàn bộ khối tháp, cho phép điện tử steering và focusing trong cả elevation (phép chiếu) và azimuth (góc phương vị). Ban đầu, 512 yếu tố được sử dụng, 256 cho truyền và 256 để nhận. Hình ảnh khác nhau có được phải được liên kết bằng cách sử dụng nội suy toán học (mathematical interpolation) và các lỗ hổng đã được lấp đầy. Hiện đầu dò ma trận mảng (matrix array probes) có hơn 3000 yếu tố hoạt động để thực sự tạo hình 3D echo thời gian thực, trong khi đầu dò gần đây nhất có thể cung cấp 3D màu trong thời gian thực.
Các máy siêu âm cũ có thể tạo hình 3D, nhưng thao tác dữ liệu yêu cầu tiếp tục phát triển. Trong những năm 1990, TomTec phát triển một hệ thống phân tích ngoại tuyến (offline analysis) thương mại có thể chấp nhận các tập dữ liệu (datasets) từ nhà cung cấp khác nhau. Sau đó, thao tác hình ảnh trực tuyến đã có sẵn trên hệ thống Philips 7500, theo sau là máy siêu âm ie33 với tính toán nâng cao thông qua Qlab (Medical Philips system, Andover, Massachusetts, Mỹ). Hiện nay, Siemens, GE và Toshiba đã nổi lên với các máy thay thế đáng để so sánh. Thảo luận này chủ yếu dựa trên máy Philips ie33.

 Ứng dụng lâm sàng của hình ảnh 3D

Siêu âm tim 3D thời gian thực (RT3DE) đôi khi gọi là 4D, khi xét thêm chiều thời gian. Là  phương pháp độc đáo hiển thị chính xác hình thái động học của tim. Không chỉ hiển thị hình ảnh chuyển động trong 3D, mà còn kết hợp datasets sinh trắc học khi dừng theo thời gian, như ảnh mống mắt hoặc in dấu ngón tay. Điều này cho phép bác sĩ chuyên khoa tim khảo sát tim ảo khi sống và phẫu tích nó từng lúc mà không gây hư hại hoặc làm thay đổi các thông tin được bảo tồn. Điều này giúp so sánh giải phẫu trước và sau mổ và tăng cường khảo sát bằng tương quan trực tiếp với những phát hiện lúc mổ. Cũng có thể chia sẻ các tập tin (datasets) điện toán giữa các chuyên gia tại các địa điểm khác nhau, nơi mà dữ liệu có thể được phân tích độc lập mà không cần chuyển bệnh nhân đi.

RT3DE đã cách mạng hoá xử trí lâm sàng bệnh tim bẩm sinh. Kỹ thuật này cung cấp thông tin bổ sung làm thay đổi xử trí lâm sàng đáng kể cho nhiều bệnh nhân. Mặc dù máy siêu âm tim hiện nay kèm sẵn khả năng tạo hình 3D, hiệu quả lâm sàng có giới hạn đối với một vài trung tâm đã phát triển chuyên môn để thực hiện phẫu thuật hoặc đặt catheter can thiệp.

Thu thập hình ảnh

 Việc thu thập hình 3D có thể qua thành ngực (transthoracic), qua ngã thực quản (transoesophageal), hoặc bề mặt tim (epicardial surfaces). Trong khi hầu hết thủ thuật can thiệp bệnh tim cấu trúc đòi hỏi phải lập kế hoạch nâng cao, hình transthoracic nên như là một phần của tạo hình 2D trong chương trình khám ngoại trú. Các chương trình khác trong đó những hình ảnh có thể thu thập như ở bệnh nhân giúp thở (tiền phẫu hoặc chăm sóc đặc biệt). Hình epicardial có được do mở ngực lúc mổ.

Sau khi lựa chọn đầu dò 3D thích hợp, như khi tạo hình 2D, hình ảnh nhận được được hiển thị trên màn hình ở chế độ 2D. Tùy vào nhu cầu lâm sàng, hoặc là live 3D, multiplane, FVL, hoặc 3D màu được chọn và thu lại hình tương ứng. Khi có nhu cầu lâm sàng và cấp cứu, thì thao tác thực hiện thêm hình ảnh nếu cần.

Thực hành thu thập hình 3D

Vị trí đầu dò

Cửa sổ tốt nhất cho việc thu thập hình 3D là nơi có hình ảnh tốt nhất của cấu trúc muốn đánh giá. Lý tưởng nhất, chùm siêu âm nên hướng vuông góc với cấu trúc cần khảo sát. Ví dụ, để có được các chi tiết về cấu trúc của van mitral và cấu trúc dưới van, đầu dò được đặt ở vị trí apical impulse khi bệnh nhân nằm nghiêng bên. Nếu phẫu thuật cần xem van mitral từ nhĩ trái, hình ảnh tốt nhất sẽ được lấy từ vị trí parasternal và khu trú trên van mitral.

Chỉnh gain

Gain thường được chỉnh ở mức cao, để có echogenicity đồng nhất của cấu trúc muốn đánh giá, và hiệu chỉnh sao cho có được tách biệt mô máu tốt nhất. Các khía cạnh quan trọng của việc thu thập hình là: khu trú (centreing) và lựa chọn phép chiếu (elevation) thích hợp , và hiển thị đầy đủ cấu trúc quan trọng trong hai mặt cắt vuông góc nhau. Mọi hình ảnh nên tránh movement artifacts và lý tưởng nhất là được đồng bộ hoá với ECG và nhịp thở. Luôn luôn đảm bảo có vài FVLs màu và thang xám của cấu trúc giải phẫu cần đánh giá cho post-processing. Có hình 2D tốt thì sẽ có hình 3D đạt yêu cầu. Live 3DE cho lý giải của bệnh tim cấu trúc [structural heart disease] thường có thể gây hiểu nhầm và tốt nhất là nên tránh, ngoại trừ trường hợp siêu âm tim qua ngã thực quản  (3DTOE) với chế độ phóng to.

3DTOE

Độ phân giải hình ảnh 3DTOE là cao hơn nhiều so với hình ảnh 2D transthoracic, và hiện phân định về giải phẫu tốt hơn với độ phân giải cao về không gian và thời gian. Tuy nhiên, khổ người bệnh nhân có thể giới hạn việc sử dụng 3DTOE, hiện chỉ cho những người trên 25 kg, mặc dù có hình ảnh thu được thành công trong những ca phức tạp ở trẻ em với cân nặng khoảng 20 kg. Áp dụng thực hành của 3DTOE là chủ yếu để  đánh giá khuyết tật phức tạp khi độ ly giải bề mặt 3D không tốt hay cho thủ thuật can thiệp. Gồm closure of atrial hay ventricular septal defects, transcatheter aortic valve implantation, trans-septal interventions như paravalvular leak, mitral valve annuloplasty, hoặc left atrial appendage occlusion. Real time 3D zoom đã nâng cao đáng kể khả năng RT3DE bằng cách hiển thị chi tiết giải phẫu sống cho transcatheter interventions và xác định chi tiết về bệnh lý tim mạch.

Màu 3D

Live color 3D hiện đã tăng cường các ứng dụng lâm sàng của tạo hình 3D. Điều này bao gồm định lượng tổn thương regurgitant, lỗi định cỡ, color 3D angiography, và phân biệt xảo ảnh với khuyết tật giải phẫu. Trực tiếp so sánh siêu âm tim 3D (3DE) và hình 3D màu, thu lại từ cùng vị trí và mặt cắt, giúp để phân định liên quan giữa các bỏ dở (dropouts) với khuyết tật mắc phải.

Các điểm thực hành lưu ý khi tạo hình 3D

- vị trí đầu dò: vuông góc với cấu trúc muốn đánh giá
- chỉnh gain cao nhằm sinh echo đồng nhất (uniform echogenicity) của cấu trúc cần đánh giá
- hiệu chỉnh để có được tưới máu mô khác biệt nhất
- chỉnh hình ảnh ở mức thích hợp với biên độ đầu dò
- hiển thị đủ cấu trúc quan trọng trong 2 mặt cắt vuông góc nhau
- tránh xảo ảnh do chuyển động và sử dụng đồng bộ hóa với ECG và nhịp thở
- thu được nhiều full volume 3D loops  hình màu và hình thang xám từ cùng cửa sổ 3D zoom cho siêu âm tim qua ngã thực quản ở 3 mặt cắt với hiệu chỉnh theo chiều rộng

Post-processing

Gồm kỹ thuật cropping box và MPR.

Cách tiếp cận mặt cắt cố định (cropping box)

Trong kỹ thuật này, tập tin 3D được hiển thị trong một khối (khối tháp, pyramid in cube) và các mặt của khối di chuyển trong một mặt phẳng cố định, tập tin 3D khối tháp của tim bằng cách cắt từ tất cả sáu mặt. Cũng có mặt phẳng hiệu chỉnh cắt tự do được dùng cho phẫu tích hình ảnh thêm. Mặc dù cách tiếp cận mặt phẳng cố định dễ thực hiện hơn, đây không phải là cách làm lý tưởng vì đầy sai sót quan trọng khi lý giải. Vì các cấu trúc tim không được cắt theo mặt cắt giải phẫu, có thể cắt không thích đáng hoặc bị sót, làm cho dữ liệu thường gây hiểu lầm hoặc không chính xác. Các xảo ảnh chồng lên hoặc cấu trúc vượt ra ngoài mặt cắt có thể gây ấn tượng tim bất thường. Cách tốt nhất để phân tích tập tin và tái tạo hình 3D là sử dụng MPR. Tất cả những thảo luận trong bài viết này sẽ được dựa trên kỹ thuật này.

MPR ('multi-planar reformating')

Khía cạnh quan trọng nhất của 3DE là khả năng cắt các cấu trúc động học tim trong những mặt cắt vô hạn thông qua ba chiều. Phương pháp này phân tích giải phẫu được gọi là tái định dạng đa mặt cắt  'multi-planar reformating' hay 'multi-plane review’. Chúng tôi đã ứng biến (improvised) kỹ thuật này bằng cách di chuyển những mặt cắt lớp đồng thời theo giải phẫu học thích hợp trong suốt chu kỳ tim, hiển thị hình ảnh tương thích khi hiển thị cấu trúc trong lúc đánh giá. Kỹ thuật này có ích trong việc khảo sát về hình thái tim, đặc biệt là khi hình ảnh có độ ly giải kém và không thể có hình ảnh trực quan cho hiển thị 3D. MPR có thể được coi là tương đương với phẫu tích giải phẫu một mẫu bệnh phẩm với khả năng bảo quản mẫu vật mặc dù bị cắt đi cắt lại. Nó cũng giúp như chế độ chuyển đổi qua nhiều khung hình quen thuộc của hình 2D sang hình 3D, với lợi thế của một mặt cắt hiển thị chiều sâu được thêm vào. Khi độ ly giải kém, đặc biệt là với các hình qua thành ngực, MPR giúp phân biệt các cấu trúc giải phẫu thực sự với xảo ảnh. Ngoài phân định cấu trúc giải phẫu, ứng dụng quan trọng khác của MPR là trong định cỡ lỗ thông vách và định lượng tổn thương phụt ngược hoặc rò cạnh van.

Kỹ thuật MPR

Mục đích của MPR là để giải thích và tái tạo lại hình thái tim chính xác để hiển thị trong khi giữ những mặt cắt giải phẫu và định hướng. Có ba bước quan trọng liên quan trong việc sử dụng MPR: liên kết, phân tích, và hiển thị 3D.

Liên kết

Bằng cách sử dụng phần mềm post-processing, FVL [full volume 3D loops ] lưu trữ được mang hiển thị trên màn hình. Ba mặt cắt được điều chỉnh, tập trung vào cấu trúc giải phẫu quan tâm được cho dừng (frozen) trong giai đoạn của chu kỳ tim qua đó  hiển thị chi tiết tốt nhất. Ví dụ, nếu van 2 lá đang được đánh giá  mức độ sa van (prolapse), thì khung hình cuối tâm thu được lấy từ tập dữ liệu thu thập từ left atrial (LA) view, trong khi khảo sát supra-mitral membrane, thì cần khung hình diastolic từ LA view. Khi khung được chọn, một trong những mặt cắt được đưa đến giữa cấu trúc đánh giá để cắt nó dọc theo long axis (mặt cắt sagittal). Một mặt cắt khác sau đó được mang đến vuông góc với mặt cắt này, cắt cấu trúc dọc theo long axis (mặt cắt coronal). Mặt cắt thứ ba sau đó được đưa đến để transect cả những mặt cắt trên theo short axis. Mỗi mặt cắt liên tục được điều chỉnh lại  để có được hình giải phẫu tốt nhất.

Phân tích

Di chuyển một trong những mặt cắt phẫu tích sẽ tái định dạng lại các cấu trúc tim bị chia cắt bởi mặt cắt ở vị trí tương ứng và được hiển thị trong bảng điều khiển đại diện cho mặt cắt đó. Biến dị giải phẫu có sự thay đổi này được quan sát cẩn thận. Hành động này được lặp đi lặp lại bằng cách di chuyển mỗi mặt cắt cho đến khi thông tin chi tiết về cấu trúc được hiểu rõ. Khối lượng khác nhau đôi khi có thể được phân tích để xác nhận rằng các quan sát không phải là xảo ảnh. Nếu những khác biệt về kết cấu tương tự được nhìn thấy trong tất cả những mặt cắt tương ứng ở nhiều hơn một tập dữ liệu, thì được coi là tổn thương thực sự. Chi tiết động học của tổn thương được nghiên cứu thêm bởi cấu trúc động và quan sát cẩn thận trong suốt chu kỳ tim. Một khi có được đầy đủ kiến thức về tổn thương, có thể dựa vào lâm sàng và dữ liệu huyết động học để lý giải thêm.

Hiển thị 3D

Một khi các chi tiết giải phẫu và bệnh học lâm sàng được hiểu bởi MPR, hình tái tạo 3D được thực hiện dựa trên phần mềm có sẵn. Nếu độ phân giải hình ảnh không đầy đủ cho hiển thị 3D, thì những hình ảnh MPR có thể được hiển thị như vậy.

Tùy vào phần mềm, sản phẩm chuyên môn khác nhau có thể đáp ứng với lâm sàng hoặc chức năng cụ thể. Điều này bao gồm right ventricular (RV) và left ventricular (LV) phân tích khối lượng 3D với khối lượng tâm thu bán tự động [semi-automated stroke volume], cung lượng tim và đánh giá mất đồng bộ [dyssynchrony] (hình 1). Ứng dụng khác là đo chamber area, myocardial mass, 3D speckle tracking, mitral valve planimetry và định lượng annular displacement.

Ứng dụng lâm sàng của RT3DE trong bệnh tim bẩm sinh chuyên biệt

Thảo luận chi tiết của ứng dụng lâm sàng của siêu âm tim 3D  vượt ra ngoài phạm vi của bài viết này, sau đây là  bàn luận vắn tắt.

Tái tạo hình thái tim

Siêu âm tim 3D có thể tái dựng lại chính xác hình thái của các van semilunar hoặc mitral và tricuspid cùng với các chi tiết của phần dưới van. Hiển thị hình thái động học và chi tiết về cấu trúc không thể làm song song được, ngay cả trong lúc phẫu thuật khi tim dừng lại. Gần đây, 3DE đã cho nhiều hiểu biết sâu về dị dạng Ebstein, dẫn đến xử trí lâm sàng và phẫu thuật  tốt hơn (hình 2). Một đóng góp quan trọng khác của 3D là hiểu biết về khuyết tật tim phức tạp, đặc biệt là các atrioventricular septal defects (AVSDs). Ứng dụng 3D MPR phẫu tích dị dạng tim trong mặt cắt giải phẫu thích hợp đã dẫn đến sửa chữa cho một số complex single ventricles thành biventricular. Nhóm này bao gồm những trường hợp 'unbalanced AVSD', criss-cross tim, straddling atrioventricular (AV) valves, và double inlet hay outlet ventricles (hình 3). Các ứng dụng lâm sàng khác bao gồm hiển thị sub-aortic pathology và complex left ventricular outflow tract obstructions, double chambered ventricles, và variation in septal morphology (hình 4) và các defects của nó. 3DE cũng được dùng tìm hiểu các chi tiết hình thái của van động mạch chủ và đo chính xác vùng van, giúp trong can thiệp bằng catheter  thích hợp (hình 5). Có thể sử dụng phần mềm 3D nâng cao để  làm mitral valve planimetry và định lượng regurgitation vì nó "cung cấp thông tin bổ sung như cơ chế và các vị trí hư hỏng của van AV trong bệnh tim bẩm sinh". Hiển thị chính xác khuyết tật van mitral và tricuspid  dẫn đến việc đánh giá double orifice mitral valve, paravalvular leak, và other mitral valve pathologies (hình 6). Cung ĐMChủ và các mạch máu lớn ở trẻ em có thể cũng được hiển thị  tốt hơn bằng cách sử dụng RT3DE, giúp trong chẩn đoán các  bất thường mạch máu bao gồm quai đôi ĐMChủ.

Đo thể tích, tạo hình biến dạng tim  và đánh giá mất đồng bộ

Định lượng chính xác thay đổi khối lượng trong chu kỳ tim là cần thiết cho sự hiểu biết sinh lý học tim và thay đổi bệnh lý. Hiện nay, hầu hết phương pháp tính thể tích đều sử dụng hình học giả định. Hiện có thể đo thể tích chính xác của thất trái bằng RT3DE và nó đã thách thức nhu cầu MRI cho tim, đặc biệt là ở trẻ em, những người có thể cần gây mê toàn thể. Đánh giá về chức năng RV cũng quan trọng không kém trong bệnh tim bẩm sinh, đặc biệt là khi thất phải là một systemic ventricle như trong phẫu thuật Mustard hoặc Senning, congenitally corrected transposition, hoặc trong single ventricles với hình thái học RV. Cũng quan trọng trong đánh giá ventricular interaction và chức năng RV trong tứ chứng Fallot. Rất khó để capture tim phải bị giãn [dilated right heart] trong chiều rộng của đầu dò sector hiện đang có sẵn. Tuy nhiên, một số tác giả vẫn giữ ý kiến RT3D3 "là một công cụ rất nhạy để xác định các rối loạn chức năng RV ở bệnh nhân tim bẩm sinh và có thể được áp dụng lâm sàng để loại trừ rối loạn chức năng RV hay để chỉ định phân tích thêm định lượng chức năng của RV ".

Các tiện ích của RT3DE để theo dõi thay đổi khối lượng trong chu kỳ tim đã dẫn đến việc sử dụng nó trong đánh giá dyssynchrony và trị liệu resynchronisation (CRT): "Những đo đạc dyssynchrony bằng Doppler mô và RT3DE không thể so sánh và không thể dự đoán đáp ứng cho CRT". Tuy nhiên, định lượng dyssynchrony cơ học của LV bằng 3DE có thể lập lại (reproducible) và là "một dự báo xuất sắc cho đáp ứng CRT trong chọn bệnh nhân cohorts và có thể có giá trị trong việc xác định một số mục tiêu cho CRT không phân biệt hình thái của QRS và thời gian". Trẻ em với rối loạn chức năng LV chứng minh tăng intraventricular LV dyssynchrony,"trong một kiểu tương quan âm tính với LV systolic function". Hầu hết nghiên cứu về dyssynchrony tim sử dụng ECG gated images được kết từ nhiều chu kỳ tim và có giới hạn ứng dụng lâm sàng do thay đổi  trong độ dài chu kỳ tim. Phát triển gần đây trong tạo hình tim biến dạng bằng cách sử dụng thể tích 3D từ một chu kỳ tim đơn và phần mềm định lượng nâng cao sẽ cải thiện đáng kể CRT trong bệnh tim bẩm sinh.

Hạn chế của 3D

3D dựa vào gain settings và phân định chiều sâu để hỗ trợ hiển thị 3D. Vì gain settings có thể gây bối rối với echogenicity của các cấu trúc, các xảo ảnh dương hoặc âm tính cần được xác định chính xác. Mặc dù các dữ liệu kỹ thuật số là trong 3D, hiện nay vẫn chưa thể hiển thị ảnh nổi (stereoscopic). Post-processing là phần mềm phụ thuộc và việc sử dụng trực tuyến phần mềm trong các máy siêu âm tim tiêu chuẩn bị giới hạn. Các phần mềm có sẵn không tập trung vào nhu cầu của bác sĩ tim bẩm sinh và ngành công nghiệp tiếp tục thiên vị cho người lớn. Frame rates vẫn còn thấp nên độ ly giải quang học còn kém, mặc dù 3DTOE có nhiều cải tiến độ ly giải hình. Các kỹ thuật post-processing rất khác nhau giữa các chuyên gia tim  và cấp thiết cần có một giao thức thống nhất. Vì phân tích hình ảnh là chủ yếu của RT3DE, cần huấn luyện về post-processing để lâm sàng chấp nhận và áp dụng rộng rãi.

Định hướng tương lai

Mặc dù 3DE đạt được một số tiến bộ, tuổi, giới tính và trọng lượng cơ thể phù hợp với các giá trị bình thường chuẩn hóa cho các buồng tim và mạch máu  là một yêu cầu quan trọng.Tương tự, định lượng của biến dạng cơ tim (myocardial deformation) trong cả tuần hoàn biventricular và univentricular ở tình trạng trước và sau mổ là cần thiết để xác định và hiểu được diễn tiến bệnh lý. Cải tiến trong công nghệ 3D cho phép hiển thị 3D và visualisation bằng cách sử dụng kính, màn hình 3D hoặc bằng phép chiếu nổi ba chiều (holographic projection). Chế độ thích hợp cho các ấn phẩm trong lĩnh vực này vẫn còn ở phương tiện truyền thông điện tử (ví dụ, http://www.3dechocardiography.com) chứ không phải là phương tiện truyền thông được in, vốn không thể hiển thị những thay đổi liên quan với thời gian và động. Post-processing của 3D datasets trên máy siêu âm tim chứ không phải là trên một máy tính stand alone sẽ cho phép định nghĩa lập tức hình thái học chi tiết và các phép đo. Ultrasound tracking của catheter tip sẽ tăng cường ứng dụng của RT3DE trong các phẫu thuật can thiệp phức tạp. Đơn giản hóa post-processing để tái tạo lại hình 3D từ các mặt cắt post-processed MPR sẽ cải thiện ứng dụng lâm sàng và giúp tránh sử dụng fixed plane cropping chưa chuẩn.