陳桂琴,朱 江,馬建紅

(湖北省鄖陽醫(yī)學(xué)院附屬東風(fēng)總醫(yī)院體檢中心,湖北十堰,442008)

近年來三維超聲成像技術(shù)發(fā)展迅速,它依靠全息化數(shù)字技術(shù),在很短時間內(nèi)采集大量的數(shù)字信息,從多角度、多平面分析圖像[1]。獲得豐富的三維立體空間信息,從而更好地顯示組織的解剖特征和空間關(guān)系。彌補了二維超聲成像的不足。本文將三維超聲成像的方法及在婦產(chǎn)科中的應(yīng)用作一綜述。

1 成像原理

1.1 表面成像

三維容積探頭在發(fā)射超聲波以后,僅接受距離探頭最近的界面反射的回聲信號,這些反射的回聲信號在空間上形成一個大體輪廓,即感興趣結(jié)構(gòu)的表面輪廓[2]。它適用于器官內(nèi)有液體存在或探查對象周圍環(huán)包液體者,所建圖像清晰,立體感強,可用于研究腫瘤內(nèi)、外壁表面特征。對腫瘤回聲、乳頭狀突起、分隔和腫瘤壁上的不規(guī)則物進行觀察,為臨床提供有參考價值的信息。

1.2 透明成像

該技術(shù)采用透明算法使重建結(jié)構(gòu)具有透明感和立體感,從而顯示實質(zhì)臟器內(nèi)部的空間位置關(guān)系。它通過轉(zhuǎn)變?nèi)S重建參數(shù)的方式以保證進一步分析,如通過對比度的變換、灰階和亮度的調(diào)節(jié),某些結(jié)構(gòu)如骨髓甚至軟組織能更清楚地顯示,可提示腫瘤內(nèi)部特征。如皮樣囊腫鈣化和骨骼?？蓪εK器和病變的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行詳細觀察,適用于實質(zhì)臟器。

2 圖像采集與重建

2.1 圖像采集

常規(guī)二維超聲檢查后,視病變的大小選擇合適的掃查方式,將探頭放在感興趣區(qū)域,囑患者屏住呼吸[3],按三維成像操作程序獲取圖像。其采集方式有4種:①平行掃查:探頭晶體排列與體表平行,取樣時探頭順序等距離獲取二維圖像,掃查范圍一般為6 cm,此方法主要適用于小的臟器或病變掃查,如眼睛。②旋轉(zhuǎn)掃查:將探頭固定于某一透聲窗,探頭圍繞某一支點旋轉(zhuǎn)獲取圖像?？稍?80～360°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn),適用于心臟、前列腺、膀胱等。③扇型掃查:探頭發(fā)射扇型聲束,探查組織的晶體以軸向排列,構(gòu)成三維圖像工作站,按此方向排列的晶體圍繞水平軸擺動,其轉(zhuǎn)動角度約80～90°,比較適用于腹部小的臟器或病變。④自由臂掃查:該裝置由發(fā)射器、接收器和微處理器組成。將接收器貼在探頭表面,發(fā)射器靠近病人,通過計算機微處理器將采集信號加以重建成像。此方法適用于不平坦的部位。

2.2 圖像重建

由計算機系統(tǒng)將獲取的二維圖像數(shù)字化后存儲并處理,按其空間順序彼此連接,插補,平滑,并進行適當(dāng)?shù)臑V波,建立起某一感興趣區(qū)內(nèi)的有一定空間位置信息的立體數(shù)據(jù)庫。三維超聲顯示則根據(jù)需要調(diào)用上述一定的數(shù)據(jù)庫后采用不同的三維顯像技術(shù)將其還原為興趣區(qū)的立體圖像,并利用物理方法進一步增強圖像的實體感。對于重建的三維圖像,除可以顯示組織的立體形態(tài)和結(jié)構(gòu)外,還可以顯示該組織的任意剖面,包括常規(guī)B型的切面和近年發(fā)展的C平面,可以詳盡地了解組織的剖面結(jié)構(gòu)和任一解剖細節(jié),也可以描繪出臟器的三維自然分界面,從而有利于提高診斷水平[4]。

3 在婦產(chǎn)科中的應(yīng)用

3.1 在產(chǎn)科中的應(yīng)用

胎兒畸形專指胎兒期胎兒各器官結(jié)構(gòu)存在的形態(tài)結(jié)構(gòu)異常,合并或不合并功能異常[5]。通常二維實時超聲只對胎兒結(jié)構(gòu)進行切面觀察,因而有許多不足。由于羊水過少,胎兒位置移動,骨骼,軀干和肢體引起的聲影不利于觀察,使有經(jīng)驗的操作者對這些微小病變也很難辨認(rèn)。三維超聲可以提高對這些難以觀察的胎兒畸形的產(chǎn)前診斷,確定不同孕齡胎兒正常及病理形態(tài)。

不同孕齡的胎兒各器官的成像特點:應(yīng)用三維超聲對56例孕5～40周的胚胎及胎兒不同發(fā)育階段進行詳細的觀察。第5周可見卵黃囊(3～5 mm);第6周可見較大胚胎,清晰顯示單一腔室的心室;第8周可以辨認(rèn)整個胎兒外形,包括上下肢和面部結(jié)構(gòu);第10周可辨認(rèn)手、手指和腳趾;第11周可見張嘴胎兒;第12周可以辨認(rèn)男性生殖器;第13周上下肢和面部可完全辨認(rèn),眼眶、鼻子和嘴巴也很好辨認(rèn)。此階段所有患者均可見臍帶和卵黃囊。第16周幾乎可辨認(rèn)所有生殖器、膀胱、骨盆、陰囊、陰莖。并用三維超聲清晰地觀察到二維超聲漏診的2例唇裂、頸部水腫、爪形手、腦膨出。

胎兒面部觀察:胎兒面部是高危妊娠超聲檢查的重要部分。二維超聲僅能顯示面部前額、眼、鼻、唇和耳朵。三維超聲比二維超聲可清晰觀察胎兒面部解剖及其相互關(guān)系。當(dāng)胎兒有唇裂畸形時,二維超聲圖像上唇的弧形光帶中斷,出現(xiàn)無回聲的裂隙,三維圖像上唇顯示“八”字型裂口,多偏離中線,邊緣不整,裂端顯示粗大,顯示胎兒唇裂的結(jié)構(gòu)[6]。二維超聲不能得到胎兒腭部的冠狀切面,因而無法顯示腭裂[7]。采用三維多平面重建技術(shù),在水平斷面或冠狀斷面可清晰觀察到上牙槽及上腭斷裂、缺損,可對腭裂作出正確診斷[8]。作者對48例13～40周胎兒進行面部觀察,結(jié)果5例唇裂二維超聲顯示3例,漏診2例,三維超聲均能清晰顯示。1例腭裂,二維超聲未能顯示,三維超聲可清晰顯示上牙槽及上腭斷裂。

胎兒骨骼系統(tǒng):三維超聲成像能直觀地顯示無顱骨覆蓋的腦組織,脊柱側(cè)彎畸形時三維超聲的最大透明立體成像能夠顯示脊柱連續(xù)的信息,詳細分析側(cè)彎發(fā)生的部位和程度,有無椎體畸形,可以直接顯示椎體裂的程度。胎兒許多肢體畸形,在三維超聲上均有特征性表現(xiàn)[9]。四肢長度短小和骨折或骨彎曲等異常的立體形態(tài)特征得以顯示,并能較好地顯示多指(趾)、內(nèi)翻足、并指等異常[8]。1例27歲孕23周孕婦,三維超聲清晰顯示胎兒嚴(yán)重扁椎骨,髖骨寬而短,恥骨無骨化中心,其結(jié)果與分娩后X線結(jié)果一致。

胎兒胸部觀察:胎兒脊柱和胸廓包含許多不同曲線性結(jié)構(gòu),二維超聲很難詳細而清晰地觀察整個結(jié)構(gòu)。三維超聲成像可以正確評價脊柱,肋骨骨架構(gòu)造的立體空間關(guān)系,也為胎兒脊柱畸形診斷提供了依據(jù)[10]。觀察44例孕16～39周的孕婦,結(jié)果顯示,盡管胎兒位置影響圖像質(zhì)量,但均能對所有病例清晰地觀察胎兒胸廓和脊柱,較二維超聲更容易全面觀察連續(xù)性和結(jié)構(gòu)的曲率,尤其是胸廓骨骼。1例二維超聲可疑脊柱裂的胎兒,經(jīng)三維超聲成像清晰顯示,得以確診。

先天性心臟病是最常見的胎兒先天畸形,三維超聲可從多個方向顯示心臟解剖圖像,可獲得比常規(guī)二維胎兒超聲心動圖檢查更多的切面及信息[11]。有利于仔細檢查心臟缺陷,為胎兒先天性心臟病產(chǎn)前診斷提供有價值的信息[12]。國外學(xué)者[13]將實時三維超聲心動圖應(yīng)用于胎兒先天性心臟病的診斷,為臨床檢查高風(fēng)險的胎兒先心病提供了全新的方法,對于評價心內(nèi)結(jié)構(gòu)和流出道非常有益,這項技術(shù)在觀察分析先天性心臟病復(fù)雜解剖關(guān)系的空間結(jié)構(gòu)上有特別重要的意義。

胎兒腹部畸形:常見的有臍疝、腹壁裂并腹腔臟器疝出。三維超聲可以顯示其疝出的程度、確定腹壁裂口的大小和疝出組織的位置,為產(chǎn)科處理提供依據(jù)[12]。

3.2 在婦科中的應(yīng)用

三維超聲在卵巢囊性腫瘤的應(yīng)用:卵巢囊性腫瘤因內(nèi)含液體,超聲灰階差異大,尤其適用于三維超聲成像。應(yīng)用三維超聲觀察78例卵巢囊性腫瘤的患者,結(jié)果證實三維超聲可評價腫瘤內(nèi)的實質(zhì)團塊,觀察腫瘤侵入囊壁程度及腫瘤壁內(nèi)的乳頭狀物,并通過旋轉(zhuǎn)獲取理想切面,確定間隔結(jié)構(gòu)。三維超聲診斷符合率91%,二維超聲診斷符合率84%。

單純囊腫及卵巢旁囊腫是一無回聲腫瘤,壁完整,內(nèi)為無回聲及分隔,無乳頭狀物,應(yīng)用二維超聲及三維超聲很好辨認(rèn)。二維超聲可正確辨認(rèn)黃體,但觀察卵丘結(jié)構(gòu)很困難,而三維超聲可以確認(rèn)。1例黃體血腫,二維超聲表現(xiàn)為實質(zhì)性腫塊,而三維超聲透明和表面成像可作出正確診斷。

巧克力囊腫二維超聲表現(xiàn)為均質(zhì)分散致密點狀內(nèi)容物,囊壁較厚,囊腔內(nèi)可見貼壁斑塊。而三維超聲可觀察到腫塊內(nèi)有血凝團塊,其表面皺縮,囊壁厚,貼壁斑塊基底寬,向腔內(nèi)突起,毛糙,不規(guī)則[14]。除1例表現(xiàn)為不規(guī)則結(jié)節(jié)團塊,二維超聲誤認(rèn)為囊內(nèi)乳頭狀突起而懷疑癌腫外,三維超聲均正確診斷了巧克力囊腫。

皮樣囊腫因其內(nèi)含有團塊與液體成分不同,二維超聲表現(xiàn)為多樣性回聲,由于有毛發(fā)、牙齒、骨骼、脂肪等,這些囊性結(jié)構(gòu)內(nèi)有時含有強光團及實質(zhì)回聲,容易被誤診。三維超聲可清晰辨認(rèn)內(nèi)部強光團的同時還能觀察到液性暗區(qū)內(nèi)部的細小脂滴顆粒[14]。一例皮樣囊腫,二維超聲顯示為邊界欠清晰,形態(tài)欠規(guī)則的無回聲區(qū),內(nèi)可見散在強光團,三維超聲成像清楚地觀察到腫瘤壁較厚,邊緣毛糙,囊腔內(nèi)壁光滑,可見沉積的細小顆粒及多條間隔,術(shù)后標(biāo)本剖開后大量咖啡色液體及顆粒流出及較均一的間隔光帶,囊壁平滑,后經(jīng)病理證實。

定量分析:①監(jiān)測卵泡發(fā)育:三維超聲能準(zhǔn)確地測量卵巢及卵巢間質(zhì)的體積,清晰觀察卵泡數(shù)目、大小,從而準(zhǔn)確地監(jiān)測排卵、指導(dǎo)臨床用藥、治療不孕癥[15];可評價正在生長的中小或中等大小卵泡,根據(jù)HCG變化證實卵巢過激癥。應(yīng)用超聲顯像觀察卵泡的發(fā)育有臨床實用價值。②卵巢腫瘤體積測定:卵巢腫瘤體積是腫瘤良惡性判定,手術(shù)指證,療效判定必不可少的參數(shù)之一。對68例卵巢囊性腫瘤患者應(yīng)用二維和三維超聲測定卵巢囊腫體積,并與水置換法測定的手術(shù)后腫瘤體積比較,結(jié)果三維超聲測量較二維更接近于實際測量[16-17]。

婦科腫瘤良惡性判定:三維超聲診斷卵巢惡性腫瘤的標(biāo)準(zhǔn)是觀察卵巢病變區(qū)是囊性、實質(zhì)性、多房性或混合性,內(nèi)壁光滑與否,乳頭狀物有無,如有分隔,應(yīng)觀察其厚度是薄<3 mm或厚>3mm以及實質(zhì)腫塊是均質(zhì)或不均質(zhì),腹水有無,如有腹腔積液,判定是否在排卵期。以此判定卵巢腫瘤的良惡性[18]。良性腫瘤呈膨脹性生長,形態(tài)規(guī)則,邊緣整齊,惡性腫瘤呈不規(guī)則浸潤性生長,與周圍組織分界欠清[3]。三維超聲透明成像可直接透視實質(zhì)部分的回聲情況,為判斷良惡性腫瘤提供有價值的診斷依據(jù)。Czekierdowsk[19]認(rèn)為三維能量多普勒聯(lián)合三維超聲形態(tài)學(xué)評分診斷卵巢腫瘤的特異性及陽性預(yù)測值更高,達到92.6%和97.2%。

多種三維超聲成像新技術(shù)的相互結(jié)合,以及三維超聲成像技術(shù)與其它超聲成像技術(shù)的結(jié)合開辟了許多新的研究領(lǐng)域[20]。已廣泛應(yīng)用于臨床,特別是在婦產(chǎn)科方面的應(yīng)用,對提高診斷準(zhǔn)確率和指導(dǎo)臨床有重要作用[21]。如能進一步提高圖像的分辨力,縮短圖像處理和重建時間,三維超聲將在臨床發(fā)揮更大作用。

[1]張海燕.三維超聲在產(chǎn)科的應(yīng)用[M].中國民族民間醫(yī)藥,2009:38.

[2]袁紅霞,周 平.三維超聲不同成像方式在產(chǎn)科中的臨床應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)臨床研究,2006,23(7):1028.

[3]郭存麗,張艷華.三維多普勒能量成像在卵巢腫瘤中的應(yīng)用[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2006,22(7):540.

[4]楊 升.三維超聲在產(chǎn)科診斷的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀[J].右江醫(yī)學(xué),2006,34(4):432.

[5]周永昌,郭萬學(xué).超聲醫(yī)學(xué)[M].第5版.北京:科學(xué)技術(shù)文獻出版社,2006:902.

[6]滕淑琴,劉志聰.三維超聲診斷胎兒唇裂畸形[J].浙江中西醫(yī)結(jié)合雜志,2005,15(6):381.

[7]Nyberg D A,Sickler G K,Hegge F N,et al.Fetal cleftlip with and without cleftpalate.US classification and correlation with outcome[J].Radiology,1995,195(3):677.

[8]蔣健穗.實時三維超聲在婦產(chǎn)科的應(yīng)用[J].右江民族醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2007,4:643.

[9]李勝利.胎兒畸形產(chǎn)前超聲診斷學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2004:598.

[10]宿 萍.三維超聲在產(chǎn)科診斷方面的應(yīng)用體會[J].實用醫(yī)學(xué)影像雜志,2005,6(3):143.

[11]趙博文,姜衛(wèi)香.時間-空間相關(guān)成像技術(shù)評價胎兒心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)的初步研究[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2007,23(2):145.

[12]艾燕妮.淺談三維超聲在產(chǎn)科的應(yīng)用[J].世界今日醫(yī)學(xué)雜志,2005,6(4):248.

[13]Chaoui R,Hoffmann J,Heling K S.Three-dimensional(3D)and 4D color Doppler fetal echocardiog raphy using spatio-tem-poral image correlation(STIC)[M].GE腹部超聲臨床應(yīng)用精選文集,2005:106.

[14]賴 娟,唐 軍.三維超聲及超聲造影在婦科疾病中的應(yīng)用[J].中國婦產(chǎn)科臨床雜志,2006,7(6):464.

[15]胡順琴,孫 彤.三維超聲在婦科的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀及進展[J].臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志,2006,8(12):748.

[16]Gregg A,Sterner H,Staudach A.Accuracy of 3D sonog raphic volume measurements[J].AM J Obstet Gynecol,1993,168:348.

[17]Michael R,T homas R,Nelson,et al.Distance and volume measurement using three-dimensional ultrasonog raphy[J].J Ultrasound Med,1995,14:881.

[18]Lerner J,Timor-Tritsch I E,Federman A.Transvaginal ultrasonographic characterization of ovarian masses with an improved weighted scoring system[J].Am J Obstet Gynecol,1994,17:81.

[19]Czekierdowski A.Three-dimensional sonography and 3D power angiography in differentiation of adnexal tumors[J].Ginekologia polska,2002,73(11):1061.

[20]陶靜西,梁 喜.靜態(tài)三維超聲表面成像在產(chǎn)科應(yīng)用的研究[J].中華現(xiàn)代婦產(chǎn)科學(xué)雜志,2005,2(2):173.

[21]張 英,楊太珠.三維超聲在婦科疾病診斷中的應(yīng)用[J].華西醫(yī)學(xué),2008,23(4):943.