三維超聲成像在婦產科中的應用

陳桂琴,朱 江,馬建紅

(湖北省鄖陽醫學院附屬東風總醫院體檢中心,湖北十堰,442008)

近年來三維超聲成像技術發展迅速,它依靠全息化數字技術,在很短時間內采集大量的數字信息,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科中的應用作一綜述。

1 成像原理

1.1 表面成像

三維容積探頭在發射超聲波以后,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,即感興趣結構的表面輪廓[2]。它適用于器官內有液體存在或探查對象周圍環包液體者,所建圖像清晰,立體感強,可用于研究腫瘤內、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

該技術采用透明算法使重建結構具有透明感和立體感,從而顯示實質臟器內部的空間位置關系。它通過轉變三維重建參數的方式以保證進一步分析,如通過對比度的變換、灰階和亮度的調節,某些結構如骨髓甚至軟組織能更清楚地顯示,可提示腫瘤內部特征。如皮樣囊腫鈣化和骨骼。可對臟器和病變的內部結構進行詳細觀察,適用于實質臟器。

2 圖像采集與重建

2.1 圖像采集

常規二維超聲檢查后,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旋轉掃查:將探頭固定于某一透聲窗,探頭圍繞某一支點旋轉獲取圖像。可在180～360°的范圍內旋轉,適用于心臟、前列腺、膀胱等。③扇型掃查:探頭發射扇型聲束,探查組織的晶體以軸向排列,構成三維圖像工作站,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:該裝置由發射器、接收器和微處理器組成。將接收器貼在探頭表面,發射器靠近病人,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

由計算機系統將獲取的二維圖像數字化后存儲并處理,按其空間順序彼此連接,插補,平滑,并進行適當的濾波,建立起某一感興趣區內的有一定空間位置信息的立體數據庫。三維超聲顯示則根據需要調用上述一定的數據庫后采用不同的三維顯像技術將其還原為興趣區的立體圖像,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和結構外,還可以顯示該組織的任意剖面,包括常規B型的切面和近年發展的C平面,可以詳盡地了解組織的剖面結構和任一解剖細節,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 在婦產科中的應用

3.1 在產科中的應用

胎兒畸形專指胎兒期胎兒各器官結構存在的形態結構異常,合并或不合并功能異常[5]。通常二維實時超聲只對胎兒結構進行切面觀察,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,使有經驗的操作者對這些微小病變也很難辨認。三維超聲可以提高對這些難以觀察的胎兒畸形的產前診斷,確定不同孕齡胎兒正常及病理形態。

不同孕齡的胎兒各器官的成像特點:應用三維超聲對56例孕5～40周的胚胎及胎兒不同發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周可以辨認整個胎兒外形,包括上下肢和面部結構;第10周可辨認手、手指和腳趾;第11周可見張嘴胎兒;第12周可以辨認男性生殖器;第13周上下肢和面部可完全辨認,眼眶、鼻子和嘴巴也很好辨認。此階段所有患者均可見臍帶和卵黃囊。第16周幾乎可辨認所有生殖器、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系。當胎兒有唇裂畸形時,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,顯示胎兒唇裂的結構[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,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:三維超聲成像能直觀地顯示無顱骨覆蓋的腦組織,脊柱側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的信息,詳細分析側彎發生的部位和程度,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[9]。四肢長度短小和骨折或骨彎曲等異常的立體形態特征得以顯示,并能較好地顯示多指(趾)、內翻足、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重扁椎骨,髖骨寬而短,恥骨無骨化中心,其結果與分娩后X線結果一致。

胎兒胸部觀察:胎兒脊柱和胸廓包含許多不同曲線性結構,二維超聲很難詳細而清晰地觀察整個結構。三維超聲成像可以正確評價脊柱,肋骨骨架構造的立體空間關系,也為胎兒脊柱畸形診斷提供了依據[10]。觀察44例孕16～39周的孕婦,結果顯示,盡管胎兒位置影響圖像質量,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性和結構的曲率,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前診斷提供有價值的信息[12]。國外學者[13]將實時三維超聲心動圖應用于胎兒先天性心臟病的診斷,為臨床檢查高風險的胎兒先心病提供了全新的方法,對于評價心內結構和流出道非常有益,這項技術在觀察分析先天性心臟病復雜解剖關系的空間結構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,為產科處理提供依據[12]。

3.2 在婦科中的應用

三維超聲在卵巢囊性腫瘤的應用:卵巢囊性腫瘤因內含液體,超聲灰階差異大,尤其適用于三維超聲成像。應用三維超聲觀察78例卵巢囊性腫瘤的患者,結果證實三維超聲可評價腫瘤內的實質團塊,觀察腫瘤侵入囊壁程度及腫瘤壁內的乳頭狀物,并通過旋轉獲取理想切面,確定間隔結構。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,內為無回聲及分隔,無乳頭狀物,應用二維超聲及三維超聲很好辨認。二維超聲可正確辨認黃體,但觀察卵丘結構很困難,而三維超聲可以確認。1例黃體血腫,二維超聲表現為實質性腫塊,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為均質分散致密點狀內容物,囊壁較厚,囊腔內可見貼壁斑塊。而三維超聲可觀察到腫塊內有血凝團塊,其表面皺縮,囊壁厚,貼壁斑塊基底寬,向腔內突起,毛糙,不規則[14]。除1例表現為不規則結節團塊,二維超聲誤認為囊內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。

皮樣囊腫因其內含有團塊與液體成分不同,二維超聲表現為多樣性回聲,由于有毛發、牙齒、骨骼、脂肪等,這些囊性結構內有時含有強光團及實質回聲,容易被誤診。三維超聲可清晰辨認內部強光團的同時還能觀察到液性暗區內部的細小脂滴顆粒[14]。一例皮樣囊腫,二維超聲顯示為邊界欠清晰,形態欠規則的無回聲區,內可見散在強光團,三維超聲成像清楚地觀察到腫瘤壁較厚,邊緣毛糙,囊腔內壁光滑,可見沉積的細小顆粒及多條間隔,術后標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,后經病理證實。

定量分析:①監測卵泡發育:三維超聲能準確地測量卵巢及卵巢間質的體積,清晰觀察卵泡數目、大小,從而準確地監測排卵、指導臨床用藥、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HCG變化證實卵巢過激癥。應用超聲顯像觀察卵泡的發育有臨床實用價值。②卵巢腫瘤體積測定:卵巢腫瘤體積是腫瘤良惡性判定,手術指證,療效判定必不可少的參數之一。對68例卵巢囊性腫瘤患者應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后腫瘤體積比較,結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準是觀察卵巢病變區是囊性、實質性、多房性或混合性,內壁光滑與否,乳頭狀物有無,如有分隔,應觀察其厚度是薄<3 mm或厚>3mm以及實質腫塊是均質或不均質,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,形態規則,邊緣整齊,惡性腫瘤呈不規則浸潤性生長,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。Czekierdowsk[19]認為三維能量多普勒聯合三維超聲形態學評分診斷卵巢腫瘤的特異性及陽性預測值更高,達到92.6%和97.2%。

多種三維超聲成像新技術的相互結合,以及三維超聲成像技術與其它超聲成像技術的結合開辟了許多新的研究領域[20]。已廣泛應用于臨床,特別是在婦產科方面的應用,對提高診斷準確率和指導臨床有重要作用[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揮更大作用。

[1]張海燕.三維超聲在產科的應用[M].中國民族民間醫藥,2009:38.

[2]袁紅霞,周 平.三維超聲不同成像方式在產科中的臨床應用[J].醫學臨床研究,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用[J].中國超聲醫學雜志,2006,22(7):540.

[4]楊 升.三維超聲在產科診斷的臨床應用現狀[J].右江醫學,2006,34(4):432.

[5]周永昌,郭萬學.超聲醫學[M].第5版.北京:科學技術文獻出版社,2006:902.

[6]滕淑琴,劉志聰.三維超聲診斷胎兒唇裂畸形[J].浙江中西醫結合雜志,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科的應用[J].右江民族醫學院學報,2007,4:643.

[9]李勝利.胎兒畸形產前超聲診斷學[M].北京:人民衛生出版社,2004:598.

[10]宿 萍.三維超聲在產科診斷方面的應用體會[J].實用醫學影像雜志,2005,6(3):143.

[11]趙博文,姜衛香.時間-空間相關成像技術評價胎兒心臟形態結構的初步研究[J].中國超聲醫學雜志,2007,23(2):145.

[12]艾燕妮.淺談三維超聲在產科的應用[J].世界今日醫學雜志,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用[J].中國婦產科臨床雜志,2006,7(6):464.

[15]胡順琴,孫 彤.三維超聲在婦科的臨床應用現狀及進展[J].臨床超聲醫學雜志,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.靜態三維超聲表面成像在產科應用的研究[J].中華現代婦產科學雜志,2005,2(2):173.

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