三维超声成像在妇产科中的应用

陈桂琴,朱 江,马建红

(湖北省郧阳医学院附属东风总医院体检中心,湖北十堰,442008)

近年来三维超声成像技术发展迅速,它依靠全息化数字技术,在很短时间内采集大量的数字信息,从多角度、多平面分析图像[1]。获得丰富的三维立体空间信息,从而更好地显示组织的解剖特征和空间关系。弥补了二维超声成像的不足。本文将三维超声成像的方法及在妇产科中的应用作一综述。

1 成像原理

1.1 表面成像

三维容积探头在发射超声波以后,仅接受距离探头最近的界面反射的回声信号,这些反射的回声信号在空间上形成一个大体轮廓,即感兴趣结构的表面轮廓[2]。它适用于器官内有液体存在或探查对象周围环包液体者,所建图像清晰,立体感强,可用于研究肿瘤内、外壁表面特征。对肿瘤回声、乳头状突起、分隔和肿瘤壁上的不规则物进行观察,为临床提供有参考价值的信息。

1.2 透明成像

该技术采用透明算法使重建结构具有透明感和立体感,从而显示实质脏器内部的空间位置关系。它通过转变三维重建参数的方式以保证进一步分析,如通过对比度的变换、灰阶和亮度的调节,某些结构如骨髓甚至软组织能更清楚地显示,可提示肿瘤内部特征。如皮样囊肿钙化和骨骼。可对脏器和病变的内部结构进行详细观察,适用于实质脏器。

2 图像采集与重建

2.1 图像采集

常规二维超声检查后,视病变的大小选择合适的扫查方式,将探头放在感兴趣区域,嘱患者屏住呼吸[3],按三维成像操作程序获取图像。其采集方式有4种:①平行扫查:探头晶体排列与体表平行,取样时探头顺序等距离获取二维图像,扫查范围一般为6 cm,此方法主要适用于小的脏器或病变扫查,如眼睛。②旋转扫查:将探头固定于某一透声窗,探头围绕某一支点旋转获取图像。可在180～360°的范围内旋转,适用于心脏、前列腺、膀胱等。③扇型扫查:探头发射扇型声束,探查组织的晶体以轴向排列,构成三维图像工作站,按此方向排列的晶体围绕水平轴摆动,其转动角度约80～90°,比较适用于腹部小的脏器或病变。④自由臂扫查:该装置由发射器、接收器和微处理器组成。将接收器贴在探头表面,发射器靠近病人,通过计算机微处理器将采集信号加以重建成像。此方法适用于不平坦的部位。

2.2 图像重建

由计算机系统将获取的二维图像数字化后存储并处理,按其空间顺序彼此连接,插补,平滑,并进行适当的滤波,建立起某一感兴趣区内的有一定空间位置信息的立体数据库。三维超声显示则根据需要调用上述一定的数据库后采用不同的三维显像技术将其还原为兴趣区的立体图像,并利用物理方法进一步增强图像的实体感。对于重建的三维图像,除可以显示组织的立体形态和结构外,还可以显示该组织的任意剖面,包括常规B型的切面和近年发展的C平面,可以详尽地了解组织的剖面结构和任一解剖细节,也可以描绘出脏器的三维自然分界面,从而有利于提高诊断水平[4]。

3 在妇产科中的应用

3.1 在产科中的应用

胎儿畸形专指胎儿期胎儿各器官结构存在的形态结构异常,合并或不合并功能异常[5]。通常二维实时超声只对胎儿结构进行切面观察,因而有许多不足。由于羊水过少,胎儿位置移动,骨骼,躯干和肢体引起的声影不利于观察,使有经验的操作者对这些微小病变也很难辨认。三维超声可以提高对这些难以观察的胎儿畸形的产前诊断,确定不同孕龄胎儿正常及病理形态。

不同孕龄的胎儿各器官的成像特点:应用三维超声对56例孕5～40周的胚胎及胎儿不同发育阶段进行详细的观察。第5周可见卵黄囊(3～5 mm);第6周可见较大胚胎,清晰显示单一腔室的心室;第8周可以辨认整个胎儿外形,包括上下肢和面部结构;第10周可辨认手、手指和脚趾;第11周可见张嘴胎儿;第12周可以辨认男性生殖器;第13周上下肢和面部可完全辨认,眼眶、鼻子和嘴巴也很好辨认。此阶段所有患者均可见脐带和卵黄囊。第16周几乎可辨认所有生殖器、膀胱、骨盆、阴囊、阴茎。并用三维超声清晰地观察到二维超声漏诊的2例唇裂、颈部水肿、爪形手、脑膨出。

胎儿面部观察:胎儿面部是高危妊娠超声检查的重要部分。二维超声仅能显示面部前额、眼、鼻、唇和耳朵。三维超声比二维超声可清晰观察胎儿面部解剖及其相互关系。当胎儿有唇裂畸形时,二维超声图像上唇的弧形光带中断,出现无回声的裂隙,三维图像上唇显示“八”字型裂口,多偏离中线,边缘不整,裂端显示粗大,显示胎儿唇裂的结构[6]。二维超声不能得到胎儿腭部的冠状切面,因而无法显示腭裂[7]。采用三维多平面重建技术,在水平断面或冠状断面可清晰观察到上牙槽及上腭断裂、缺损,可对腭裂作出正确诊断[8]。作者对48例13～40周胎儿进行面部观察,结果5例唇裂二维超声显示3例,漏诊2例,三维超声均能清晰显示。1例腭裂,二维超声未能显示,三维超声可清晰显示上牙槽及上腭断裂。

胎儿骨骼系统:三维超声成像能直观地显示无颅骨覆盖的脑组织,脊柱侧弯畸形时三维超声的最大透明立体成像能够显示脊柱连续的信息,详细分析侧弯发生的部位和程度,有无椎体畸形,可以直接显示椎体裂的程度。胎儿许多肢体畸形,在三维超声上均有特征性表现[9]。四肢长度短小和骨折或骨弯曲等异常的立体形态特征得以显示,并能较好地显示多指(趾)、内翻足、并指等异常[8]。1例27岁孕23周孕妇,三维超声清晰显示胎儿严重扁椎骨,髋骨宽而短,耻骨无骨化中心,其结果与分娩后X线结果一致。

胎儿胸部观察:胎儿脊柱和胸廓包含许多不同曲线性结构,二维超声很难详细而清晰地观察整个结构。三维超声成像可以正确评价脊柱,肋骨骨架构造的立体空间关系,也为胎儿脊柱畸形诊断提供了依据[10]。观察44例孕16～39周的孕妇,结果显示,尽管胎儿位置影响图像质量,但均能对所有病例清晰地观察胎儿胸廓和脊柱,较二维超声更容易全面观察连续性和结构的曲率,尤其是胸廓骨骼。1例二维超声可疑脊柱裂的胎儿,经三维超声成像清晰显示,得以确诊。

先天性心脏病是最常见的胎儿先天畸形,三维超声可从多个方向显示心脏解剖图像,可获得比常规二维胎儿超声心动图检查更多的切面及信息[11]。有利于仔细检查心脏缺陷,为胎儿先天性心脏病产前诊断提供有价值的信息[12]。国外学者[13]将实时三维超声心动图应用于胎儿先天性心脏病的诊断,为临床检查高风险的胎儿先心病提供了全新的方法,对于评价心内结构和流出道非常有益,这项技术在观察分析先天性心脏病复杂解剖关系的空间结构上有特别重要的意义。

胎儿腹部畸形:常见的有脐疝、腹壁裂并腹腔脏器疝出。三维超声可以显示其疝出的程度、确定腹壁裂口的大小和疝出组织的位置,为产科处理提供依据[12]。

3.2 在妇科中的应用

三维超声在卵巢囊性肿瘤的应用:卵巢囊性肿瘤因内含液体,超声灰阶差异大,尤其适用于三维超声成像。应用三维超声观察78例卵巢囊性肿瘤的患者,结果证实三维超声可评价肿瘤内的实质团块,观察肿瘤侵入囊壁程度及肿瘤壁内的乳头状物,并通过旋转获取理想切面,确定间隔结构。三维超声诊断符合率91%,二维超声诊断符合率84%。

单纯囊肿及卵巢旁囊肿是一无回声肿瘤,壁完整,内为无回声及分隔,无乳头状物,应用二维超声及三维超声很好辨认。二维超声可正确辨认黄体,但观察卵丘结构很困难,而三维超声可以确认。1例黄体血肿,二维超声表现为实质性肿块,而三维超声透明和表面成像可作出正确诊断。

巧克力囊肿二维超声表现为均质分散致密点状内容物,囊壁较厚,囊腔内可见贴壁斑块。而三维超声可观察到肿块内有血凝团块,其表面皱缩,囊壁厚,贴壁斑块基底宽,向腔内突起,毛糙,不规则[14]。除1例表现为不规则结节团块,二维超声误认为囊内乳头状突起而怀疑癌肿外,三维超声均正确诊断了巧克力囊肿。

皮样囊肿因其内含有团块与液体成分不同,二维超声表现为多样性回声,由于有毛发、牙齿、骨骼、脂肪等,这些囊性结构内有时含有强光团及实质回声,容易被误诊。三维超声可清晰辨认内部强光团的同时还能观察到液性暗区内部的细小脂滴颗粒[14]。一例皮样囊肿,二维超声显示为边界欠清晰,形态欠规则的无回声区,内可见散在强光团,三维超声成像清楚地观察到肿瘤壁较厚,边缘毛糙,囊腔内壁光滑,可见沉积的细小颗粒及多条间隔,术后标本剖开后大量咖啡色液体及颗粒流出及较均一的间隔光带,囊壁平滑,后经病理证实。

定量分析:①监测卵泡发育:三维超声能准确地测量卵巢及卵巢间质的体积,清晰观察卵泡数目、大小,从而准确地监测排卵、指导临床用药、治疗不孕症[15];可评价正在生长的中小或中等大小卵泡,根据HCG变化证实卵巢过激症。应用超声显像观察卵泡的发育有临床实用价值。②卵巢肿瘤体积测定:卵巢肿瘤体积是肿瘤良恶性判定,手术指证,疗效判定必不可少的参数之一。对68例卵巢囊性肿瘤患者应用二维和三维超声测定卵巢囊肿体积,并与水置换法测定的手术后肿瘤体积比较,结果三维超声测量较二维更接近于实际测量[16-17]。

妇科肿瘤良恶性判定:三维超声诊断卵巢恶性肿瘤的标准是观察卵巢病变区是囊性、实质性、多房性或混合性,内壁光滑与否,乳头状物有无,如有分隔,应观察其厚度是薄<3 mm或厚>3mm以及实质肿块是均质或不均质,腹水有无,如有腹腔积液,判定是否在排卵期。以此判定卵巢肿瘤的良恶性[18]。良性肿瘤呈膨胀性生长,形态规则,边缘整齐,恶性肿瘤呈不规则浸润性生长,与周围组织分界欠清[3]。三维超声透明成像可直接透视实质部分的回声情况,为判断良恶性肿瘤提供有价值的诊断依据。Czekierdowsk[19]认为三维能量多普勒联合三维超声形态学评分诊断卵巢肿瘤的特异性及阳性预测值更高,达到92.6%和97.2%。

多种三维超声成像新技术的相互结合,以及三维超声成像技术与其它超声成像技术的结合开辟了许多新的研究领域[20]。已广泛应用于临床,特别是在妇产科方面的应用,对提高诊断准确率和指导临床有重要作用[21]。如能进一步提高图像的分辨力,缩短图像处理和重建时间,三维超声将在临床发挥更大作用。

[1]张海燕.三维超声在产科的应用[M].中国民族民间医药,2009:38.

[2]袁红霞,周 平.三维超声不同成像方式在产科中的临床应用[J].医学临床研究,2006,23(7):1028.

[3]郭存丽,张艳华.三维多普勒能量成像在卵巢肿瘤中的应用[J].中国超声医学杂志,2006,22(7):540.

[4]杨 升.三维超声在产科诊断的临床应用现状[J].右江医学,2006,34(4):432.

[5]周永昌,郭万学.超声医学[M].第5版.北京:科学技术文献出版社,2006:902.

[6]滕淑琴,刘志聪.三维超声诊断胎儿唇裂畸形[J].浙江中西医结合杂志,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]蒋健穗.实时三维超声在妇产科的应用[J].右江民族医学院学报,2007,4:643.

[9]李胜利.胎儿畸形产前超声诊断学[M].北京:人民卫生出版社,2004:598.

[10]宿 萍.三维超声在产科诊断方面的应用体会[J].实用医学影像杂志,2005,6(3):143.

[11]赵博文,姜卫香.时间-空间相关成像技术评价胎儿心脏形态结构的初步研究[J].中国超声医学杂志,2007,23(2):145.

[12]艾燕妮.浅谈三维超声在产科的应用[J].世界今日医学杂志,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腹部超声临床应用精选文集,2005:106.

[14]赖 娟,唐 军.三维超声及超声造影在妇科疾病中的应用[J].中国妇产科临床杂志,2006,7(6):464.

[15]胡顺琴,孙 彤.三维超声在妇科的临床应用现状及进展[J].临床超声医学杂志,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]陶静西,梁 喜.静态三维超声表面成像在产科应用的研究[J].中华现代妇产科学杂志,2005,2(2):173.

[21]张 英,杨太珠.三维超声在妇科疾病诊断中的应用[J].华西医学,2008,23(4):943.