血管腔内超声体元模型三维重建的实验研究和临床初步应用
作者：钱菊英 沈学东 林佑善 陈灏珠
单位：200032 上海医科大学中山医院
关键词：介入性超声描记术；；三维重建
中华超声影像学杂志980115 摘 要 通过对16个置入人造血管的金属支架模型， 8条离体正常血管和2例冠心病人的血管腔内超声显像体元模型三维重建(3DR)研究。 结果显示， 该技术能真实地再现支架在管腔内的形态、 支架与管壁之间的间隙及离体正常血管的管腔及管壁形态。 能发现冠状动脉造影所无法明确的血管病变的病因、 范围，并可在冠脉造影发现病变之前， 检出冠状动脉的早期病变。 经提取后重建的支架模型与实物相似。 经3 DR测得的支架及血管腔内径与实测值均高度相关(r分别为0.96和0.99， P值〈0.001)。 支架与管壁之间空隙的3 DR测值与实测值也高度相关(r=0.97， P值〈0.01)。 3 DR可以从纵轴方向显示血管的两维切面，不仅精确性高， 还具有方便和省时的特点。
, http://www.100md.com
Voxel Modeling Three-dimensional Reconstruction from Intravascular Ultrasound Imaging:An in Vitro Study and Preliminary Clinical Application Qian Juying, Shen Xuedong, Lin Youshan, et al. Zhongshan Hospital, Shanghai Medical University， Shanghai 200032
Abstract To evaluate the accuracy of the shape and size of stents and arteries by three-dimensional reconstruction (3 DR) using Voxel model, 16 mental stent models with different shape and size, 8 canine arteries and 2 patients with coronary artery disease were studied.Diasonics IVUS system and 3.5 F, 20 MHz ultrasonic catheter were used for imaging acquisition and Tomtec Echoscan was used to 3 DR with Voxel model. All the stent models and arterial segments in vitro, 2 right coronary arteries and 1 left descending artery in patients
, 百拇医药
with coronary artery disease were successfully reconstructed. The 3DR were generated in both sagittal and cylindrical formats. The sagittal formats offered 360° of limitless orthogonal views of the arterial wall and the plaque as well as the vascular lumen. The gaps between the stents and the walls could be identified. The 3DR shapes of stents and arteries had strong resemblance to their true shapes. The excellent correlation was obtained between the lumen diameters of both the stents and the arteries measurde from 3DR and measured from anatomy
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(r=0.96, P〈0.001 and r=0.99, P〈0.001, respectively), and so were the distance of the gaps between the stents and the walls measured from 3DR and actual distance(r=0.97, P<0.01). 3DR could provide excellent display of stent and arteries and make accurate measurement of the lumen diameter. The potential applications include diagnosis of complex arterial pathology, assessment and guidance of interventional therapy.
Key words three-dimensional reconstruction interventional ultrasonography
, 百拇医药
血管腔内超声显像(IVUS)是在两维空间显示血管壁全层的形态和血管病变的组织学特征。本研究旨在：①评价IVUS和体元(Voxel)模型三维重建(3 DR)对血管内支架及中小血管定性及定量诊断的准确性；②临床初步应用价值。
材 料 与 方 法
一、 研究对象
(一)实验研究：
1. 血管内支架模型： 用金属丝制成不同形状和大小的支架模型16个(弹簧圈形或网格形)置入人造血管腔中， 其中6个支架与管壁间留有一定的间隙。
2. 离体血管： 为新鲜犬腹主动脉及人冠状动脉各4条。
(二)临床研究： 2例冠心病。 年龄分别为37和70岁。 有3支冠状动脉(左前降支1支， 右冠状动脉2支)被进行超声研究。
, 百拇医药
二、 图像采集
用Diasonics血管腔内超声显像仪。 将支架模型及离体血管固定于支架上浸入水槽。 用3.5 F、 频率20 MHz的腔内超声导管置入管腔中， 导管的近端固定于专用支架上， 可经马达控制匀速等距从远端往近端连续拉出， 顺序采集图像。三维重建用Tomtec ECHO-SCAN计算机工作站， 调节采集图像的区域及导管的拉出速度， 使个切面的间距为0.1 mm(可根据需要调节)， 通过计算机模数转换，每个切面的图象经数字化储存于计算机中。
临床研究采用本院常规的方法插入腔内超声导管， 调节每个切面的间距为0.5 mm， 打开呼吸及心电门控， 其它方法同实验研究。
三、 三维提取和分析
在图像采集后， 可对血管从任意角度切割进行重建。 并可用提取(Extract)法去除腔内超声导管， 或对感兴趣部分单独重建。 三维重建后分别从各角度观察血管的形态， 比较其真实性， 并从支架和离体血管的短轴方向测量其内径与实物的内径作相关分析。 6个支架与管壁间留有间隙者还测量了空隙的最大径并与实际测值比较。
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结 果
一、 实验研究
(一)定性分析： 16个血管支架模型均获得成功的3 DR。 弹簧圈模型3 DR显示为管腔内壁有平行等距的支架影(图1)； 网格状模型表现为管腔内壁由一个个小的菱形组成网格(图2)， 其形状均与实物相似。 在支架与管壁间留有空隙的模型中，3 DR能清楚地显示支架与管壁间的空隙(图3左)， 3 DR能分辨的最小间隙仅1 mm，与实际观察到的情况相一致。 用提取法重建的弹簧圈和网格状支架也能再现它们的空间立体形态。
8条离体血管均获得满意的3 DR。包括血管腔的形态，管壁的解剖结构，特别是血管的分叉部位和小分支的开口部位与实际观察到的情况相一致。其中尤以腹主动脉的重建更为清楚。
(二)定量分析：3 DR测得的支架及血管腔内径与对应实物内径的测量结果分别见表1及表2， 两者间的差别无显著意义， 直线回归分析高度相关。 支架与管壁间间隙的3 DR测值与实测结果见表3， 两者高度相关。
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表1 支架内径实测值与3 DR及纵轴面测值的对照(mm)
编号
实测值#
3 DR测值*
纵轴面测值**
1
3.2
3.0
3.2
2
2.9
3.2
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2.6
3
3.1
3.5
3.0
4
3.3
3.0
3.2
5
2.0
2.5
2.1
, 百拇医药 6
4.9
5.0
5.0
7
5.2
5.5
5.0
8
3.1
3.5
2.9
9
5.3
, 百拇医药
5.0
5.0
10
4.7
5.2
4.9
11
4.7
4.9
4.8
12
2.9
3.2
, http://www.100md.com 3.0
13
3.8
3.6
3.8
14
5.1
5.0
5.0
15
4.4
4.2
4.2
16
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4.6
4.5
4.4
±s
4.0±1.0
4.1±1.0
3.9±1.0
注 *、 **与#的均数比较P值均>0.05 *、 **与#相关分析r分别为0.96和0.98， P值<0.001
表2 血管内径的实测值与3 DR及纵轴面测值对照(mm)
编号
实测值#
, 百拇医药
3 DR测值*
纵轴面测值**
1
7.0
6.7
6.6
2
6.5
6.2
5.9
3
6.2
5.8
, 百拇医药
5.9
4
5.8
5.8
5.5
5
2.5
2.6
2.7
6
2.0
2.4
2.0
, 百拇医药 7
2.5
2.7
2.4
8
3.0
2.8
2.8
±s
4.4±2.1
4.4±1.9
4.2±1.9
注 *、 **与#的均数比较P值均>0.05 *、 **与#相关分析r均为0.99， P值〈0.001
, 百拇医药
表3 支架与管壁间隙的3 DR与实测值(mm)
编号
3 DR测值
实测值
1
1.6
1.4
2
1.1
1.2
3
3.1
3.0
, 百拇医药
4
1.6
1.9
5
1.8
2.0
6
0.9
1.0
±s
1.7±0.8
1.8±0.7
注 3 DR测实和实测值的均数比较P值>0.05
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两者相关分析r=0.97,P值〈0.01
(三)纵切面分析： 16个血管支架模型和8条离体血管通过3 DR后， 还能显示支架的纵切面， 其中6个与管壁之间留有间隙的支架模型中， 可见一侧管壁内侧点状的支架影与管壁紧贴， 而另一侧则两者之间留有明显的空隙(图3右)。 从纵切面上还能显示支架和血管的纵向长度和血管分支的开口。
在纵切面上测得的支架与离体血管的内径与对应实物内径的测量结果分别见表1及表2， 两者间差别无显著意义并高度相关。 7个弹簧形支架弹簧圈之间的纵向距离的测值与实测值结果见表4， 两者也高度相关。
表4 纵轴切面弹簧型支架间距的测值与实测值(mm)
编号
纵轴切面测值
, 百拇医药
实测值
1
2.0
2.0
2
1.6
1.5
3
1.3
1.5
4
1.6
1.8
5
, 百拇医药
1.5
1.8
6
2.1
2.0
7
1.2
1.4
±s
1.3±0.3
1.7±0.2
注 纵轴切面测值和实测值的均数比较P值>0.05
两者相关分析r=0.88,P值〈0.01
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二、 临床研究
2例病人的三支冠状动脉均得到了成功的3 DR。 能清楚地显示冠状动脉的三层结构， 一例冠状动脉瘤的病人冠状动脉造影不能明确其病因， 3 DR示左前降支及右冠状动脉腔不规则， 有瘤样扩张， 内膜有弥漫性增厚， 可见纤维性及钙化斑块，在钙化斑块后方， 由于声影的影响而部分管壁回声缺失， 在纤维性斑块内可见局部低回声区， 提示为斑块内的脂质库(图4)， 证实为动脉粥样硬化所致。 另一例冠状动脉造影正常的右冠状动脉， 在3 DR上可见内膜弥漫性增厚， 局部偏心性粥样硬化斑块， 部分钙化， 斑块最厚处达1.3 mm， 最狭窄处直径狭窄率58%。
讨 论
业已证明IVUS在经皮腔内冠状动脉成形术中具有重要价值， 包括评价治疗效果， 监测并发症[1]， 指导支架大小的选择、 放置及评价扩张是否充分等[2，3]。 但要想完整地显示血管病变的形态及其确切的位置， 仅在两维空间显示相对独立的一幅血管横截面图像是不够的。 Rosenfield等[4]及Mintz等[5]用轮廓法对周围动脉、 冠脉和血管支架进行三维重建， 显示3 DR可再现血管的三维图像和纵轴方向的两维切面， 真实地再现支架的几何形态， 但由于用轮廓法三维重建需要对一系列两维切面进行构边， 即费时又不精确， 也不能保持组织原有的灰阶特征，临床应用受限。 我们在1993年[6]用轮廓法进行离体冠脉的三维重建和1995年[7]用体元模型进行心脏和大血管的三维重建成功的基础上， 又进一步对血管支架和中小血管进行体元模型三维重建， 认为：
, 百拇医药
1. 体元模型法是最理想的重建方法。能获得血管支架纤细的金属丝和血管壁所有的组织学信息，并能准确测量血管的大小。为客观地再现血管病变的病理特征、准确地定量斑块的大小和部位奠定了基础[8，9]。
2. 3 DR能够准确评价血管支架与血管壁的接触程度。目前认为支架植入后管腔的再狭窄是支架在植入过程中未与管壁密切接触的结果。而血管造影在这方面几乎不能提供帮助[2]。
3. 3 DR较两维更能反映血管及其分支的空间关系。 联合其它方法有助于研究血管分支部位病变的特征与血液流变学的关系， 也为指导分支部位其它一些介入治疗， 如定向旋切、 激光消融等技术的准确定位提供帮助[10]。 由于3 DR较两维的IVUS更易定位， 从而可望成
, 百拇医药
图1 弹簧圈模型三维重建后表现为管腔内壁有平行等距的支架影。 右图为其纵轴方向的两维显像
图2 网格状模型三维重建后表现为管腔内壁由一个个小的菱形组成的网格。右图为其纵轴方向的两维显像
图3 在支架与管壁间留有空隙的模型中， 三维重建(左图)后能清楚地显示支架与左侧管壁间的空隙(gap)； 右图为其纵轴方向的两维显像
图4 冠状动脉瘤患者的三维重建， 显示血管壁上的钙化斑块(CA)和脂质(LIPID)斑块。 右图为其纵轴方向的两维显像为评价血管病变的进展或消褪及再狭窄发生更理想的方法[11]。
4. 3 DR可以从纵轴方向显示血管的两维切面， 与三维显示比较重建更方便、省时， 不仅能清楚地显示血管壁的结构、 管腔的形态， 以了解病变的性质、 范围及支架在血管内的位置、 扩张情况等， 而且可精确快速地定量测定血管腔的内径、 病变的厚度、 长度等， 因而在PTCA术中的应用方面更有潜力。
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本研究的成功为我们临床冠脉病变的评价开辟了新途径[12]。 通过对两例病人的3 DR研究， 说明血管腔内超声能精确了解血管壁结构， 从而可以发现冠状动脉造影所无法明确的血管病变的病因、 范围， 并可在冠脉造影发现病变之前，检出冠状动脉的早期病变。
参 考 文 献
1 Higano ST, Nishimura RA, et al. Intravascular ultrasonography. Curr Probl Cardiol,1994, XIX(1)∶1.
2 Goldberg SL, Colombl A, et al. Benefit of intracoronary ultrasound in the deployment of Plamaz-Schatz stents. J Am Coll Cardiol, 1994, 24∶996.
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3 Colombo A, Hall P, et al. Intracoronary stenting without anticoagulation accomplished with intravascular ultrasound guidance. Circulation, 1995, 91∶1676.
4 Rosenfield K, Losordo DW, et al. Three-dimensional reconstruction of human coronary and peripheral arteries from images recorded during two-dimensional intravascular ultrasound examination. Circulation, 1991, 84(5)∶1938.
5 Mintz GS, Pichard AD, et al. Three-dimensional intravascular ultrasonography: reconstruction of endovascular stents in vitro and in vivo. J Clin Ultrasound,1993, 21(9)∶609.
, 百拇医药
6 陆平， 施纯敏， 沈学东， 等. 动脉血管腔内超声显象的三维重建，中国超声影像学杂志， 1994， 3(3)∶138.
7 沈学东， 周国宝， 施月芳， 等. 心血管病的多平面经食管动态三维超声显像. 中国超声医学杂志， 1995， 11(2)∶911.
8 Chandrasekaran K, Sehgal CM, et al. Three-dimensional volumetric ultrasound imaging of arterial pathology from two-dimensional intravascular ultrasound: and in vitro study, Angiology, 1994, 45(4)∶253.
9 Cavaye DM, Tabbara MR, et al. Three-dimensional vascular ultrasound imaging. The American Surgeon, 1991, 57(12)∶751.
, http://www.100md.com
10Smucker ML, Kil D, et al. Is three-dimensional reconstruction a gimmick or a useful clinical tool? Experience in coronary atherectomy (abstract). J Am Coll Cardiol,1992, 19∶115A.
11Von Birgelen C, Erbel R, et al. Three-dimensional reconstruction of coronary arteries with intravascular ultrasound. Herz, 1995, 20∶277.
12Coy KM, Park JC, et al. In vitro Validation of three-dimensional intravascular ultrasound for the evaluation of arterial injury after balloon angioplasty. J Am Coll Cardiol, 1992, 20(3)∶692.
(收稿 1996-12-25 修回 1997-06-05), 百拇医药
单位：200032 上海医科大学中山医院
关键词：介入性超声描记术；；三维重建
中华超声影像学杂志980115 摘 要 通过对16个置入人造血管的金属支架模型， 8条离体正常血管和2例冠心病人的血管腔内超声显像体元模型三维重建(3DR)研究。 结果显示， 该技术能真实地再现支架在管腔内的形态、 支架与管壁之间的间隙及离体正常血管的管腔及管壁形态。 能发现冠状动脉造影所无法明确的血管病变的病因、 范围，并可在冠脉造影发现病变之前， 检出冠状动脉的早期病变。 经提取后重建的支架模型与实物相似。 经3 DR测得的支架及血管腔内径与实测值均高度相关(r分别为0.96和0.99， P值〈0.001)。 支架与管壁之间空隙的3 DR测值与实测值也高度相关(r=0.97， P值〈0.01)。 3 DR可以从纵轴方向显示血管的两维切面，不仅精确性高， 还具有方便和省时的特点。
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Voxel Modeling Three-dimensional Reconstruction from Intravascular Ultrasound Imaging:An in Vitro Study and Preliminary Clinical Application Qian Juying, Shen Xuedong, Lin Youshan, et al. Zhongshan Hospital, Shanghai Medical University， Shanghai 200032
Abstract To evaluate the accuracy of the shape and size of stents and arteries by three-dimensional reconstruction (3 DR) using Voxel model, 16 mental stent models with different shape and size, 8 canine arteries and 2 patients with coronary artery disease were studied.Diasonics IVUS system and 3.5 F, 20 MHz ultrasonic catheter were used for imaging acquisition and Tomtec Echoscan was used to 3 DR with Voxel model. All the stent models and arterial segments in vitro, 2 right coronary arteries and 1 left descending artery in patients
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with coronary artery disease were successfully reconstructed. The 3DR were generated in both sagittal and cylindrical formats. The sagittal formats offered 360° of limitless orthogonal views of the arterial wall and the plaque as well as the vascular lumen. The gaps between the stents and the walls could be identified. The 3DR shapes of stents and arteries had strong resemblance to their true shapes. The excellent correlation was obtained between the lumen diameters of both the stents and the arteries measurde from 3DR and measured from anatomy
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(r=0.96, P〈0.001 and r=0.99, P〈0.001, respectively), and so were the distance of the gaps between the stents and the walls measured from 3DR and actual distance(r=0.97, P<0.01). 3DR could provide excellent display of stent and arteries and make accurate measurement of the lumen diameter. The potential applications include diagnosis of complex arterial pathology, assessment and guidance of interventional therapy.
Key words three-dimensional reconstruction interventional ultrasonography
, 百拇医药
血管腔内超声显像(IVUS)是在两维空间显示血管壁全层的形态和血管病变的组织学特征。本研究旨在：①评价IVUS和体元(Voxel)模型三维重建(3 DR)对血管内支架及中小血管定性及定量诊断的准确性；②临床初步应用价值。
材 料 与 方 法
一、 研究对象
(一)实验研究：
1. 血管内支架模型： 用金属丝制成不同形状和大小的支架模型16个(弹簧圈形或网格形)置入人造血管腔中， 其中6个支架与管壁间留有一定的间隙。
2. 离体血管： 为新鲜犬腹主动脉及人冠状动脉各4条。
(二)临床研究： 2例冠心病。 年龄分别为37和70岁。 有3支冠状动脉(左前降支1支， 右冠状动脉2支)被进行超声研究。
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二、 图像采集
用Diasonics血管腔内超声显像仪。 将支架模型及离体血管固定于支架上浸入水槽。 用3.5 F、 频率20 MHz的腔内超声导管置入管腔中， 导管的近端固定于专用支架上， 可经马达控制匀速等距从远端往近端连续拉出， 顺序采集图像。三维重建用Tomtec ECHO-SCAN计算机工作站， 调节采集图像的区域及导管的拉出速度， 使个切面的间距为0.1 mm(可根据需要调节)， 通过计算机模数转换，每个切面的图象经数字化储存于计算机中。
临床研究采用本院常规的方法插入腔内超声导管， 调节每个切面的间距为0.5 mm， 打开呼吸及心电门控， 其它方法同实验研究。
三、 三维提取和分析
在图像采集后， 可对血管从任意角度切割进行重建。 并可用提取(Extract)法去除腔内超声导管， 或对感兴趣部分单独重建。 三维重建后分别从各角度观察血管的形态， 比较其真实性， 并从支架和离体血管的短轴方向测量其内径与实物的内径作相关分析。 6个支架与管壁间留有间隙者还测量了空隙的最大径并与实际测值比较。
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结 果
一、 实验研究
(一)定性分析： 16个血管支架模型均获得成功的3 DR。 弹簧圈模型3 DR显示为管腔内壁有平行等距的支架影(图1)； 网格状模型表现为管腔内壁由一个个小的菱形组成网格(图2)， 其形状均与实物相似。 在支架与管壁间留有空隙的模型中，3 DR能清楚地显示支架与管壁间的空隙(图3左)， 3 DR能分辨的最小间隙仅1 mm，与实际观察到的情况相一致。 用提取法重建的弹簧圈和网格状支架也能再现它们的空间立体形态。
8条离体血管均获得满意的3 DR。包括血管腔的形态，管壁的解剖结构，特别是血管的分叉部位和小分支的开口部位与实际观察到的情况相一致。其中尤以腹主动脉的重建更为清楚。
(二)定量分析：3 DR测得的支架及血管腔内径与对应实物内径的测量结果分别见表1及表2， 两者间的差别无显著意义， 直线回归分析高度相关。 支架与管壁间间隙的3 DR测值与实测结果见表3， 两者高度相关。
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表1 支架内径实测值与3 DR及纵轴面测值的对照(mm)
编号
实测值#
3 DR测值*
纵轴面测值**
1
3.2
3.0
3.2
2
2.9
3.2
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2.6
3
3.1
3.5
3.0
4
3.3
3.0
3.2
5
2.0
2.5
2.1
, 百拇医药 6
4.9
5.0
5.0
7
5.2
5.5
5.0
8
3.1
3.5
2.9
9
5.3
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5.0
5.0
10
4.7
5.2
4.9
11
4.7
4.9
4.8
12
2.9
3.2
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13
3.8
3.6
3.8
14
5.1
5.0
5.0
15
4.4
4.2
4.2
16
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4.6
4.5
4.4
±s
4.0±1.0
4.1±1.0
3.9±1.0
注 *、 **与#的均数比较P值均>0.05 *、 **与#相关分析r分别为0.96和0.98， P值<0.001
表2 血管内径的实测值与3 DR及纵轴面测值对照(mm)
编号
实测值#
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3 DR测值*
纵轴面测值**
1
7.0
6.7
6.6
2
6.5
6.2
5.9
3
6.2
5.8
, 百拇医药
5.9
4
5.8
5.8
5.5
5
2.5
2.6
2.7
6
2.0
2.4
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2.5
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2.4
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2.8
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±s
4.4±2.1
4.4±1.9
4.2±1.9
注 *、 **与#的均数比较P值均>0.05 *、 **与#相关分析r均为0.99， P值〈0.001
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表3 支架与管壁间隙的3 DR与实测值(mm)
编号
3 DR测值
实测值
1
1.6
1.4
2
1.1
1.2
3
3.1
3.0
, 百拇医药
4
1.6
1.9
5
1.8
2.0
6
0.9
1.0
±s
1.7±0.8
1.8±0.7
注 3 DR测实和实测值的均数比较P值>0.05
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两者相关分析r=0.97,P值〈0.01
(三)纵切面分析： 16个血管支架模型和8条离体血管通过3 DR后， 还能显示支架的纵切面， 其中6个与管壁之间留有间隙的支架模型中， 可见一侧管壁内侧点状的支架影与管壁紧贴， 而另一侧则两者之间留有明显的空隙(图3右)。 从纵切面上还能显示支架和血管的纵向长度和血管分支的开口。
在纵切面上测得的支架与离体血管的内径与对应实物内径的测量结果分别见表1及表2， 两者间差别无显著意义并高度相关。 7个弹簧形支架弹簧圈之间的纵向距离的测值与实测值结果见表4， 两者也高度相关。
表4 纵轴切面弹簧型支架间距的测值与实测值(mm)
编号
纵轴切面测值
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实测值
1
2.0
2.0
2
1.6
1.5
3
1.3
1.5
4
1.6
1.8
5
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1.5
1.8
6
2.1
2.0
7
1.2
1.4
±s
1.3±0.3
1.7±0.2
注 纵轴切面测值和实测值的均数比较P值>0.05
两者相关分析r=0.88,P值〈0.01
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二、 临床研究
2例病人的三支冠状动脉均得到了成功的3 DR。 能清楚地显示冠状动脉的三层结构， 一例冠状动脉瘤的病人冠状动脉造影不能明确其病因， 3 DR示左前降支及右冠状动脉腔不规则， 有瘤样扩张， 内膜有弥漫性增厚， 可见纤维性及钙化斑块，在钙化斑块后方， 由于声影的影响而部分管壁回声缺失， 在纤维性斑块内可见局部低回声区， 提示为斑块内的脂质库(图4)， 证实为动脉粥样硬化所致。 另一例冠状动脉造影正常的右冠状动脉， 在3 DR上可见内膜弥漫性增厚， 局部偏心性粥样硬化斑块， 部分钙化， 斑块最厚处达1.3 mm， 最狭窄处直径狭窄率58%。
讨 论
业已证明IVUS在经皮腔内冠状动脉成形术中具有重要价值， 包括评价治疗效果， 监测并发症[1]， 指导支架大小的选择、 放置及评价扩张是否充分等[2，3]。 但要想完整地显示血管病变的形态及其确切的位置， 仅在两维空间显示相对独立的一幅血管横截面图像是不够的。 Rosenfield等[4]及Mintz等[5]用轮廓法对周围动脉、 冠脉和血管支架进行三维重建， 显示3 DR可再现血管的三维图像和纵轴方向的两维切面， 真实地再现支架的几何形态， 但由于用轮廓法三维重建需要对一系列两维切面进行构边， 即费时又不精确， 也不能保持组织原有的灰阶特征，临床应用受限。 我们在1993年[6]用轮廓法进行离体冠脉的三维重建和1995年[7]用体元模型进行心脏和大血管的三维重建成功的基础上， 又进一步对血管支架和中小血管进行体元模型三维重建， 认为：
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1. 体元模型法是最理想的重建方法。能获得血管支架纤细的金属丝和血管壁所有的组织学信息，并能准确测量血管的大小。为客观地再现血管病变的病理特征、准确地定量斑块的大小和部位奠定了基础[8，9]。
2. 3 DR能够准确评价血管支架与血管壁的接触程度。目前认为支架植入后管腔的再狭窄是支架在植入过程中未与管壁密切接触的结果。而血管造影在这方面几乎不能提供帮助[2]。
3. 3 DR较两维更能反映血管及其分支的空间关系。 联合其它方法有助于研究血管分支部位病变的特征与血液流变学的关系， 也为指导分支部位其它一些介入治疗， 如定向旋切、 激光消融等技术的准确定位提供帮助[10]。 由于3 DR较两维的IVUS更易定位， 从而可望成
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图1 弹簧圈模型三维重建后表现为管腔内壁有平行等距的支架影。 右图为其纵轴方向的两维显像
图2 网格状模型三维重建后表现为管腔内壁由一个个小的菱形组成的网格。右图为其纵轴方向的两维显像
图3 在支架与管壁间留有空隙的模型中， 三维重建(左图)后能清楚地显示支架与左侧管壁间的空隙(gap)； 右图为其纵轴方向的两维显像
图4 冠状动脉瘤患者的三维重建， 显示血管壁上的钙化斑块(CA)和脂质(LIPID)斑块。 右图为其纵轴方向的两维显像为评价血管病变的进展或消褪及再狭窄发生更理想的方法[11]。
4. 3 DR可以从纵轴方向显示血管的两维切面， 与三维显示比较重建更方便、省时， 不仅能清楚地显示血管壁的结构、 管腔的形态， 以了解病变的性质、 范围及支架在血管内的位置、 扩张情况等， 而且可精确快速地定量测定血管腔的内径、 病变的厚度、 长度等， 因而在PTCA术中的应用方面更有潜力。
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本研究的成功为我们临床冠脉病变的评价开辟了新途径[12]。 通过对两例病人的3 DR研究， 说明血管腔内超声能精确了解血管壁结构， 从而可以发现冠状动脉造影所无法明确的血管病变的病因、 范围， 并可在冠脉造影发现病变之前，检出冠状动脉的早期病变。
参 考 文 献
1 Higano ST, Nishimura RA, et al. Intravascular ultrasonography. Curr Probl Cardiol,1994, XIX(1)∶1.
2 Goldberg SL, Colombl A, et al. Benefit of intracoronary ultrasound in the deployment of Plamaz-Schatz stents. J Am Coll Cardiol, 1994, 24∶996.
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3 Colombo A, Hall P, et al. Intracoronary stenting without anticoagulation accomplished with intravascular ultrasound guidance. Circulation, 1995, 91∶1676.
4 Rosenfield K, Losordo DW, et al. Three-dimensional reconstruction of human coronary and peripheral arteries from images recorded during two-dimensional intravascular ultrasound examination. Circulation, 1991, 84(5)∶1938.
5 Mintz GS, Pichard AD, et al. Three-dimensional intravascular ultrasonography: reconstruction of endovascular stents in vitro and in vivo. J Clin Ultrasound,1993, 21(9)∶609.
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6 陆平， 施纯敏， 沈学东， 等. 动脉血管腔内超声显象的三维重建，中国超声影像学杂志， 1994， 3(3)∶138.
7 沈学东， 周国宝， 施月芳， 等. 心血管病的多平面经食管动态三维超声显像. 中国超声医学杂志， 1995， 11(2)∶911.
8 Chandrasekaran K, Sehgal CM, et al. Three-dimensional volumetric ultrasound imaging of arterial pathology from two-dimensional intravascular ultrasound: and in vitro study, Angiology, 1994, 45(4)∶253.
9 Cavaye DM, Tabbara MR, et al. Three-dimensional vascular ultrasound imaging. The American Surgeon, 1991, 57(12)∶751.
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10Smucker ML, Kil D, et al. Is three-dimensional reconstruction a gimmick or a useful clinical tool? Experience in coronary atherectomy (abstract). J Am Coll Cardiol,1992, 19∶115A.
11Von Birgelen C, Erbel R, et al. Three-dimensional reconstruction of coronary arteries with intravascular ultrasound. Herz, 1995, 20∶277.
12Coy KM, Park JC, et al. In vitro Validation of three-dimensional intravascular ultrasound for the evaluation of arterial injury after balloon angioplasty. J Am Coll Cardiol, 1992, 20(3)∶692.
(收稿 1996-12-25 修回 1997-06-05), 百拇医药