三维超声成像的原理与应用

三维超声成像技术的基本原理及操作步骤 230031 安徽合肥 解放军 105医院 罗福成

1 基本原理

三维超声成像分为静态三维成像 (static three 2 dimensional imaging 和 动 态 三

维 成 像 (dynamic three 2dimensional imaging , 动态三维成像由于参考 时间因素 (心动周期 , 用整体显像法重建感兴趣区 域准实时活动的三维图像 , 则又称之为四维超声心 动图 。 静态与动态三维超声成像重建的原理基本相 同 。

111 立体几何构成法 该法将人体脏器假设为多 个不同形态的几何体组合 ,

需要大量的几何原型 , 因 而对于描述人体复杂结构的三维形态并不完全适 合 , 现已很少应用 。

112 表面轮廓提取法 是将三维超声空间中一系 列坐标点相互连接 , 形成若干简单直线来描述脏器 的轮廓的方法 , 曾用于心脏表面的三维重建 。该技 术所需计算机内存少 , 运动速度较快 。缺点是 :(1 需人工对脏器的组织结构勾边 , 既费时又受操作者 主观因素的影响 ; (2 只能重建比较大的心脏结构 (如左 、 右心腔 , 不能对心瓣膜和腱索等细小结构进 行三维重建 ; (3 不具灰阶特征 , 难以显示解剖细节 , 故未被临床采用 。

113 体元模型法 (votel mode 是目前最为理想的 动态三维超声成像技术 ,

可对结构的所有组织信息 进行重建 。 在体元模型法中 , 三维物体被划分成依 次排列的小立方体 , 一个小立方体就是一个体元 。 任一体元 (v 可用中心坐标 (x ,y ,z 确定 , 这里 x ,y , z 分别被假定为区间中的整数 。二维图像中最小单 元为像素 , 三维图像中则为体素或体元 , 体元素可以 认为是像素在三维空间的延伸 。与平面概念不同 , 体元素空间模型表示的是容积概念 , 与每个体元相 对应的数 V (v 叫做 “ 体元值” 或 “ 体元容积” , 一定数 目的体元按相应的空间位置排列即可构成三维立体 图像 。 描述一个复杂的人体结构所需体元数目很 大 , 而体元数目的多少 (即体元素空间分辨率 决定 模型 的 复 杂 程 度 。目 前 , 国 内 外 大 多 数 使 用 Tom Tec Eeno

薛长青　５１　１０２８四川省隆昌县中医院　资料与方法　２００６年９月～２００７年５月用经颅多　普勒（ＴＣＤ）检测，偏头痛１０６例，其中普　通型偏头痛７５例，典型偏头痛１６例，头　痛待诊１５例（最后均诊断为普通型偏头　痛）。其中男４９例，女５７例；年龄１３—　６８岁，平均４１岁；病程１年以内３９例，１　～５年５３例，５年以上１４例。临床表现：　均为反复发作性位于头部一侧的搏动性　头痛，神经系统检查无异常。４８例行脑　ＣＴ检查，结果４２例正常，６例脑萎缩。　ＴＣＤ检查均在头痛发作期间进行。　检查方法：采用德力凯ＥＭＳ一９Ｂ型　ＴＣＤ仪，探头频率２ＭＨｚ，嘱患者检查前３　天不用血管活性药物，患者平卧位，于颞　窗探测大脑中动脉（ＭＣＡ）、前动脉　（ＡＣＡ）及后动脉（ＰＣＡ），然后俯卧位经　枕窗探测基底动脉（ＢＡ）及双侧椎动脉　（ｖａ），观察收缩期流速（Ｖｓ）、舒张期流　速（Ｖｄ）、平均流速（Ｖｍ），搏动指数（ＰＩ）　及阻力指数（ＲＩ）。同时注意观察频普形　态和监听血流声音。　结果　·　１０６例中血流动力学改变如下：流速　加快４３例，流速减慢１５例，双侧流速不　对称２４例，流速不稳定２１例（其中１３例　赵晓瑜　１３８０００吉林省松原市中心医院　摘要　多年的Ｉ临床研究表明，全景超声　图像（ＰＵＩ）具有较高的临床应用价值，可以　在很多方面弥补实时及彩色多普勒超声诊　断的不足，它使＂－３代超声诊断更趋完备。　关键词超声全景超声成像　全景超声成像的起因　超声诊断是现代医学影象学的重要　组成部分。实时超声包括实时灰阶和彩　偏头痛的经颅多普勒诊断　可闻及血管杂音）。　血流速度加快：共９６支动脉，ＭＣＡ４６　支、ＡＣＡ２６支、ＢＡ１２支、ＶＡ１０支。另外，　同时伴有双侧流速不对称ＭＣＡ１１对、　ＡＣＡ１２对，流速不稳定ＭＣＡ２０支、ＡＣＡ１２　支。　血流速度减慢：共６７支动脉，ＭＣＡ１２　支、ＡＣＡ６支、ＰＣＡ１８支、ＢＡ１７支、ＶＡ１４　支。　双侧流速不对称：共４６对动脉，一般　为１～２对，以ＡＣＡ（２１对）、ＭＣＡ（１４对）　最多，ＰＣＡ（７对）、ＶＡ（４对）出现较少。　流速不稳定：共计４２支，流速正常但　不稳定者ＭＣＡ１５支（其中３例闻及血管　杂音），ＡＣＡ７支（其中１例闻及血管杂　音），流速不稳定，同时加快这ＭＣＡ１１支　（其中闻及血管杂音４支），ＡＣＡ７支（闻　及血管杂音３支），同时减慢者ＡＣＡ２支。　讨论　与５一羟色胺及其他神经递质有关：　脑血管受交感神经支配，痛觉主要来自于　交感神经伴随的感觉神经传人纤维传导，　脑血管的感觉神经纤维直接在中枢内，因　而偏头痛的痛有定位感。当各种伤害刺　激如神经紧张、激动等发生时，一方面该　刺激作用于组织，激活血管内皮细胞，局　部释放一些物质，如５一羟色胺、组织胺、　尸物质等，前者均为中枢神经递质及血管　活性物质，尸物质还是强烈的致痛物质，　由于这些物质作用于神经末梢引起痛觉，　全景超声成像原理及应用　色超声，具有信息量非常丰富，能显示心　脏结构和运动、观察器官组织血流变化、　操作灵活方便等许多优点。２０世纪９０　年代其更有飞速发展，出现了数字超声技　术，超宽频、变频、多频技术，声学造影和　谐波成像技术，彩色多普勒能量图和组织　多普勒图像技术，以及三维、四维超声成　像技术。这些都是现代超声诊断的重要　标志，并有着极其广泛的临床应用。但与　ＣＴ、ＭＲＩ相比，依然存在着视野窄小，难　以满足大范围扫描如躯干、腹部和盆腔内　多个脏器整体断面、解剖结构、毗邻关系　和病变显示的需要。如何将实时超声的　还可作用于血管使其收缩与舒张。　神经紧张、激动等因素有关：因神经　紧张和激动，使交感神经兴奋性增高，支　配血管交感神经的递质去甲肾上腺素分　泌增多，导致脑血管收缩。　与植物神经功能紊乱有关：由于支配　脑血管的交感与副交感神经发生紊乱，当　副交感神经占支配地位时，可引起脑血管　轻度扩张。　从以上三点可以看出，偏头痛发生的　结果导致了颅内血流动力学的改变，主要　表现为脑血管的不规则收缩与扩张，使血　液的正常层流发生改变，产生血管杂音。　由于脑血管收缩后管腔狭窄，故ＴＣＤ表　现为流速增加，血管扩张时流速减慢，流　速不稳定为血管阵发行痉挛所致，双侧流　速不对称亦属血管机能紊乱所致。综上　所述，作者认为ＴＣＤ在诊断偏头时，除血　流速度的增快、减慢、双侧流速不对称是　诊断的重要依据外，流速的不稳定及血管　杂音同样是诊断的重要依据。　在治疗中，临床根据ＴＣＤ的各种改　变选择不同的血管活性药物及神经递质　抑制剂，辅以调节精神、神经药物，采用综　合治疗方法，可以收到较好的治疗效果。　参考文献　１高山，黄家星．经颅多普勒超声（ＴＣＤ）的诊　断技术与Ｉ临床应用．第ｌ版．北京：中国协　和医科大学出版社，２００４．　２张仰欣，孙士香，李忠山．生理学．第ｌ版．　济南：山东大学出版社，１９８９．　视野展宽使其成为全景超声图像。而又　能保持操作灵活方便的特点在当时是一　个重要课题。　全景超声成像的原理　在实时超声成像的扫查时，往往遇到　较大的病灶在一幅图像画面上显示不了　全貌，或仅能显示病灶而无法显示病灶与　周围组织的毗邻关系。为解决这个问题，　使用双幅显示，通过人眼的判别和人脑的　记忆来拼接出一个有限的拓宽图像。全　景超声成像技术则是在实时超声扫查时　利用电脑的分析、判断、记忆来无限的拼　

三维超声与二维超声在胎儿畸形检查中的应用

【摘要】 目的 探讨三维超声与二维超声检查产前胎儿畸形的临床诊断价值。方法 2010~2011年我院门诊及住院超声检查1105位孕妇进行产前超声检查，采用三维超声和二维超声联合筛查胎儿是否存在畸形。结果 检出35例胎儿畸形中，均经引产后证实，且无一例漏诊。三维超声的检出率为98%。结论 二维超声及三维超声在观察胎儿畸形上各有其临床价值和优势，我们需综合分析评价，以做出正确的判断。产前三维超声诊断胎儿畸形，对预后的判断及优生优育有重要的临床价值。

【关键词】 超声检查;三维超声;二维超声;胎儿畸形

近年来，计算机技术突飞猛进的发展，对超声医学诊断技术的提高起到了关键的作用，三维超声诊断技术更是在超声诊断中开辟了一个新的领域。三维超声是一项新技术，可以观察解剖和病理情况，增加医生对患者的解剖学的理解，计算机技术的发展使容积数据的获取、分析和显示在数秒钟内完成，为快速诊断和治疗提供机会。

胎儿畸形的观察是妊娠时超声检查的一项重要内容，二维超声在产科领域的广泛使用大大提高了胎儿畸形的产前检出率，随着超声分辨率的提高及操作人员的技术成熟，对胎儿唇、颚裂及面部畸形的诊断率也大大提高。但由于受胎位及肢体等因素影响，使常规二维超声难以显示部分胎儿面部结构，例如，嘴唇结构。与二维成像相比，三维超声成像技术能够提高丰富的立体空间信息，弥补二维成像的不足。

三维超声是通过对连续获取三维重建图像的平行计算，获得观察不同的动态立体图像，进行三维扫描时，探头可以移动，以对观察目标进行跟踪，有利于大体积的观察。实现以多个立体帧三维成像，从而把运动图像的伪象减到最小，随着超声三维成像技术日益成熟，以其独特的展示角度，已广泛应用于妊娠早期的检查中。

我院自2010~2011年对我院门诊及住院1105例孕妇进行三维超声与二维超声检查与对比分析，现报告如下。

1 资料与方法

11 临床资料

三维超声成像是什么？

超声诊断是医院对相关疾病进行检查确诊的常用手段，三维超声成像，目前临床上的一种超声诊断新技术，为超声医学成像领域探讨的热点问题之一，相比二维超声，三维超声会对更多疾病信息进行了解，并可直观图像观察，精准测量病人器官组织的参数，诊断准确性更高，已在胎儿畸形、心脏疾病等的诊断方面展现出明显价值［1］。本文对三维超声成像的概念、操作程序、相关疾病应用、临床优势等方面加以阐述，以增加人们对此技术的了解：

一、三维超声成像的概念是什么？

三维超声成像，即人们常说的立体图像，是一种三度空间成像，应用在检查诊断中能够将人体的解剖结构进行真实再现，其发展过程经历了静态三维、动态三维到实时三维的转变。而三维超声成像原理，指的是对动态二维切面图进行持续采集，用计算机实施一系列操作处理，顺序法对人体器官组织三维图像排列、重组，主要过程、步骤为：原始图像采集、处理——三维图像重建、显示——三维图像分割、理解——图像三维显示，这其中，原始图像采集为三维成像初始步骤，同时也是最关键的步骤。

二、三维超声成像技术的种类、显示方法有哪些？

在本质上，三维超声成像共有实时三维成像、三维重建成像两大类，其中的实时三维属于直接三维成像，在超声技术领域是一种新突破，无需通过电脑软件来进行三维重建；而三维重建为静态成像，同时也可在三维重建成像后高帧频回放，从而显示其动态三维成像。而关于三维超声成像显示方法有两种，即表层显示方法、容积显示方法。表层显示方法只会对表面轮廓、外形等显示器官外壳进行显示，无法将内部结构复杂的层次显示出来；容积显示法则不同于表层显示法，能够将被检测器官内部的结构显示出来，更加实用。临床上亦有学者将三维超声成像显示方式分为透明成像、结构成像、表面成像三种，其中表面成像会呈现出外科视野，应用更为理想，可有效对胎儿心脏大体结构、卵圆孔瓣等精细结构予以显示。

三、三维超声成像的操作程序是什么？