作者单位: 430030 武汉, 同济医科大学附属同济医院超

    声科

    临床研究

    静态结构三维超声成像临床应用研究

    张青萍 周玉清 乐桂蓉 汪元芳 丛淑珍 黎春蕾 高淑英

    摘 要 为探讨静态结构三维超声成像的基本方法和临床应用前景, 本研究对135例各种不同病例

    的有关脏器或病变进行了三维图像重建。采样方式包括机械驱动平行扫查和扇形扫查以及磁场空间定

    位自由扫查。结果表明三维超声成像在以下方面显示出其临床应用价值: ①对含液性结构和病变可显示

    其立体形态, 内部结构和内壁特征; ②对被液体环绕的结构和病变, 可清楚显示其表面特征; ③采用连续

    平行切割, 灰阶阈值调节或透明成像等方法显示实质性脏器内部结构的形态和空间位置关系; ④利用血

    流的彩色多普勒能量信息显示正常组织或病变的血管结构和立体形态及其与周围结构的空间位置关

    系。因此, 三维超声成像可为疾病的诊断或治疗提供更加丰富的信息, 具有广阔的临床应用前景。

    关键词 三维超声成像 平行扫查 扇形扫查 磁场空间定位自由扫查

    Three-dimen s ional Ultrason ic Recon struct ion of Stat ic Structures and Its Cl in ical Appl icat ion s Z hang

    Q ingp ing , Z hou Y uqing , L e Gu irong , et al . D ep artm ent of U l trasound , T ongj i H osp ital, T ongj iM ed i2

    cal U niversity , W uhan 430030

    Abstract To evaluate the clinical value of th ree2 dimensional (3D) ult rasonic reconst ruct ion, the

    3D images w ere reconst ructed in related st ructures o r o rgans in 135 pat ients w ith different diseases .

    The mechanically dr iven scanning ( including parallel and fan scanning) and f ree2 hand scanning w ere

    used fo r data aquisit ion . The results show ed that the 3D ult rasonic reconst ruct ionw ill be clinically valu2

    able in the fo llow ing aspects: ①3D demonst rat ion of the o rgans o r st ructures containing f luid; ②sur2

    face dep ict ion of the o rgans o r stuctures sur rounded by the f luid; ③the st ructures in the parenchymal

    o rgan can be reconst ructed o r observed by cont inuously parallel cut t ing of the vo lume data, adjust ing

    the th resho ld of the gray scale o r using t ransparent imaging technique; ④3D demonst rat ion of the vas2

    cular st ructures and its spacial (anatom ical) relat ionsh ip w ith the o ther adjecent st ructures by using co l2

    o r Dopp ler energy .

    Key words th ree2 dimensional ult rasonic reconst ruct ion parallel scanning fan scanning

    f ree2 hand scanning

    近年来三维超声成像技术的出现引起了广

    泛兴趣[ 1～ 5 ]

    , 与两维超声成像相比, 三维超声

    成像有其独特优点。三维超声成像技术系利用

    电子计算机将一系列按一定规律采集的两维图

    像信息进行重建, 从而构成三维图像, 能提供

    更加丰富的三维空间信息, 弥补两维超声成像

    的不足。本文旨在对静态结构三维超声成像的

    基本方法及临床应用作一初步探讨。

    材 料 和 方 法

    一、研究对象

    对135例不同类型病人进行了研究, 其中

    眼科疾病30例, 甲状腺疾病5例, 颈动脉疾病5

    例, Budd2 Ch iar i综合征2例, 胆囊疾病5例, 胃

    部疾病5例, 肾脏疾病5例, 移植肾5例, 膀胱疾

    病5例, 睾丸疾病4例, 妇科囊性肿块50例, 腹

    水病人10例 (包括肝硬化5例, 结核性腹水5

    例) , 胎儿异常4例。

    二、研究方法

    1. 仪器: 所用三维超声成像系统为

    Tom Tec 公司的 Echo2 Scan 工作站, 包括各种

    机械驱动扫查支架和磁场空间定位自由扫查系

    统。常规超声诊断仪为D iason ics公司的Gate2

    w ay, 所用探头频率为3. 5MHz和10MHz。

    3 中华超声影像学杂志1998年1月第7卷第1期

    ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.2. 图像采集: Echo2 Scan 工作站通过导线

    与机械驱动扫查支架或磁场空间定位自由扫查

    系统相连以控制探头的运动和搜集探头的空间

    位置信息。扫查时获得的两维图像信息通过超

    声仪的输出接口同步输入该工作站。机械驱动

    扫查包括平行扫查和扇形扫查, 探头具规定的

    逻辑运动轨迹, 计算机对扫查过程中所获得的

    每帧两维图像进行空间定位。磁场空间定位自

    由扫查技术主要依靠一套磁场空间定位系统。

    操作者像常规超声检查一样, 手持有空间位置

    感测器的探头进行随意扫查时, 计算机即可感

    知探头在三维空间内的运动轨迹, 从而确定所

    获得的每帧两维图像的空间坐标 (x, y, z) 及

    图像方位 (A , B , C) , 带有空间坐标信息和方位

    信息的数字化图像被储存在计算机中。使用自

    由扫查时, 按需设置扫查时间, 一般为10到20

    秒, 平稳均匀缓慢扫查。采集的图像有两类:

    二维灰阶图像信息用于组织结构的三维重建;

    血液彩色多普勒能量信息用于血管结构的三维

    重建。

    3. 资料后处理及三维重建: 完成采样后,三维工作站以第一个两维图像为基准切面, 对

    按照某一规律采集的一系列分立的两维图像进

    行空间定位, 并对相邻切面之间的空隙进行插

    补平滑, 形成一个三维数据元体。利用连续平

    行切割或任意斜向切割方式对三维数据元体进

    行观察, 在三维数据元体内选择一个参考切

    面, 对感兴趣结构进行三维重建和动态显示。

    结 果

    本研究对135例病人的有关脏器或病变进

    行三维成像, 90%以上病例能获得满意的图

    像。根据所采样部位特点选用不同的扫查方

    式 ......