三维超声心动图的发展前景
作者：王新房
单位：王新房(武汉,同济医科大学附属协和医院 430022)
关键词：
中华超声影像学杂志000101
随着计算机技术的飞速发展,图像处理速度与数据存储量大大提高,使三维超声心动图进展迅速,实时立体显示心脏与大血管解剖结构的愿望得以实现。现就三维超声心动图发展前景展望如下。
一、改进取样方式
美国Duke大学最近提出晶体片被纵向、横向多线均匀切割成众多的微型矩阵型排列的二维阵列换能器。在用于体外探测时,微小的晶片多达60×60=3600;而用于心内探测的导管式前向观察探头的晶片按10×10=100排列。探头发射声束时按相控阵方式沿Y轴进行方位转向形成二维图像,后者再沿Z轴方向扇形移动进行立体仰角转向形成金字塔形数据库。应用此法检查时探头不需移动,切面的间距均匀,取样的时相和切面的方向易于控制,在未来的动态三维成像中可能会发挥重大作用。
, http://www.100md.com
二、提高成像速度和图像质量
进一步提高计算机运算速度,缩短处理时间,使检查者在扫查采图之后,能够立即看到准实时的动态三维图像,这对监护心脏手术与指导介入治疗方面将有更大的帮助。另外,如果今后能不断地提高成像装置的质量,改进操作方法,增加二维图像之间插补的像素,改善其细腻清晰程度,有可能使这一方法更趋成熟,像静态三维成像一样,获得几乎可与光学内窥镜相媲美的动态三维图像。
三、实时剖切图像
在心脏某一结构的立体数据库形成之后,如能通过计算机进行控制,快速平行移动切割面,如同将摄像机镜头置于心血管腔内,进退游弋,及时连续观察不同深度的断面及其周围组织的形态,这对了解心脏复杂畸形、心脏瓣膜装置的形态与功能、心内肿物的大小与位置以及各种大血管病变等将有极大的帮助。
四、心内分流和返流三维彩色多普勒显像
, 百拇医药
最新仪器有很大改进,可以将彩色多普勒信号重建为动态三维彩色多普勒血流图,除能观察血流的部位、途径、范围、轮廓与起止点之外,尚可判断其方向与流速等,清晰分辨血流信号与其旁侧的心壁及瓣膜。这对诊断间隔缺损形成的分流和瓣膜病所致的狭窄与返流可发挥更大作用,其临床价值将明显提高。
五、观察大血管的立体结构和空间关系
由于可观察升主动脉、胸主动脉、腹主动脉、上腔静脉、下腔静脉、肝静脉与门静脉交叉等在三维彩色多普勒图像上的立体结构和周邻关系,故对大血管疾病的诊断有很大帮助。
六、显示冠状动脉的立体走向
Acuson彩色多普勒血流仪可显示冠状动脉的主干及其分支,但在二维图像上血管断断续续,不易分辨。应用新的三维超声彩色多普勒装置可显示冠状动脉主干、前降支、回旋支、左缘支、右缘支、间隔支以及心肌内血管的走向,对于了解冠状动脉供血状态将具有重要意义。
, 百拇医药
七、建立心脏组织多普勒的三维彩色图像
如将彩色组织多普勒和动态三维成像法相结合,可显示心脏各部位的活动方向、速度、激动程序,形象地观察心壁活动状态、起搏点位置和传导的顺序等,在临床诊断上有一定意义。
八、显示室壁动态
如能将此种心内膜活动的彩色二维图像(color kinesis)连续采集,建成心内膜彩色三维动态图像,从立体角度观察室壁异常活动的部位、幅度、方向和范围等,在诊断冠心病、心肌病以及进行负荷超声心动图检查时将具有重要作用。
九、探测心腔容积
对心腔进行三维容积测定时,采用能识别心内膜边缘的声学定量技术,自动快速勾边,单线勾画心腔界面,建立薄壳样表面显示心腔的动态三维超声心动图。然后进行多层平行切割,快速计测心腔瞬时容量,进而推算出心搏量和心输出量。由于单线取样,三维图像的数据大为减少,易于存储计算,成像速度可以明显增快。此法可以减少因心腔变形(如室壁瘤)引起的误差,并可对形状特殊、容量不易计测的右室进行较为准确的测量,在心功能测定方面有很大的潜力。
, 百拇医药
十、对外科手术的作用
在动态三维超声显示的立体图像上,可以根据需要切割并除去浅层组织的回声,有利于对感兴趣部位和病灶的细致分析,也可用于模拟手术,借以制定比较理想的手术方案与选择合适的手术途径,这些资料对外科医师将有一定参考价值。
十一、关于胎儿三维超声心动图
由于胎儿心脏形体较小,位置易于改变,且因胎儿心电微弱,显示不够满意,故有作者改用瓣膜活动的M型超声心动图曲线作为采集图像的时相标志。随着仪器的改进,胎心三维超声心动图(包括彩色多普勒血流)质量的提高,胎儿心脏超声检查无疑将会促进优生学研究及胎儿心脏外科学的发展。
十二、其他
近年来,有作者试用全息摄影图(holography)显示三维超声的心脏形态。此法在所有超声心脏切面上使用灰阶方式复制三维图像,因而能更清晰地显示心脏各结构及其空间关系。由于全息图可提供心脏的透明图像,因此可以自前至后观察各个层次的解剖结构。目前这一方法尚处于萌芽阶段,经过进一步研究与改进,全息三维显像有可能改善各种心脏瓣膜病和先天性心脏病的图像质量,在诊断上发挥重要作用。
(收稿日期：1999-12-08), 百拇医药
单位：王新房(武汉,同济医科大学附属协和医院 430022)
关键词：
中华超声影像学杂志000101
随着计算机技术的飞速发展,图像处理速度与数据存储量大大提高,使三维超声心动图进展迅速,实时立体显示心脏与大血管解剖结构的愿望得以实现。现就三维超声心动图发展前景展望如下。
一、改进取样方式
美国Duke大学最近提出晶体片被纵向、横向多线均匀切割成众多的微型矩阵型排列的二维阵列换能器。在用于体外探测时,微小的晶片多达60×60=3600;而用于心内探测的导管式前向观察探头的晶片按10×10=100排列。探头发射声束时按相控阵方式沿Y轴进行方位转向形成二维图像,后者再沿Z轴方向扇形移动进行立体仰角转向形成金字塔形数据库。应用此法检查时探头不需移动,切面的间距均匀,取样的时相和切面的方向易于控制,在未来的动态三维成像中可能会发挥重大作用。
, http://www.100md.com
二、提高成像速度和图像质量
进一步提高计算机运算速度,缩短处理时间,使检查者在扫查采图之后,能够立即看到准实时的动态三维图像,这对监护心脏手术与指导介入治疗方面将有更大的帮助。另外,如果今后能不断地提高成像装置的质量,改进操作方法,增加二维图像之间插补的像素,改善其细腻清晰程度,有可能使这一方法更趋成熟,像静态三维成像一样,获得几乎可与光学内窥镜相媲美的动态三维图像。
三、实时剖切图像
在心脏某一结构的立体数据库形成之后,如能通过计算机进行控制,快速平行移动切割面,如同将摄像机镜头置于心血管腔内,进退游弋,及时连续观察不同深度的断面及其周围组织的形态,这对了解心脏复杂畸形、心脏瓣膜装置的形态与功能、心内肿物的大小与位置以及各种大血管病变等将有极大的帮助。
四、心内分流和返流三维彩色多普勒显像
, 百拇医药
最新仪器有很大改进,可以将彩色多普勒信号重建为动态三维彩色多普勒血流图,除能观察血流的部位、途径、范围、轮廓与起止点之外,尚可判断其方向与流速等,清晰分辨血流信号与其旁侧的心壁及瓣膜。这对诊断间隔缺损形成的分流和瓣膜病所致的狭窄与返流可发挥更大作用,其临床价值将明显提高。
五、观察大血管的立体结构和空间关系
由于可观察升主动脉、胸主动脉、腹主动脉、上腔静脉、下腔静脉、肝静脉与门静脉交叉等在三维彩色多普勒图像上的立体结构和周邻关系,故对大血管疾病的诊断有很大帮助。
六、显示冠状动脉的立体走向
Acuson彩色多普勒血流仪可显示冠状动脉的主干及其分支,但在二维图像上血管断断续续,不易分辨。应用新的三维超声彩色多普勒装置可显示冠状动脉主干、前降支、回旋支、左缘支、右缘支、间隔支以及心肌内血管的走向,对于了解冠状动脉供血状态将具有重要意义。
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七、建立心脏组织多普勒的三维彩色图像
如将彩色组织多普勒和动态三维成像法相结合,可显示心脏各部位的活动方向、速度、激动程序,形象地观察心壁活动状态、起搏点位置和传导的顺序等,在临床诊断上有一定意义。
八、显示室壁动态
如能将此种心内膜活动的彩色二维图像(color kinesis)连续采集,建成心内膜彩色三维动态图像,从立体角度观察室壁异常活动的部位、幅度、方向和范围等,在诊断冠心病、心肌病以及进行负荷超声心动图检查时将具有重要作用。
九、探测心腔容积
对心腔进行三维容积测定时,采用能识别心内膜边缘的声学定量技术,自动快速勾边,单线勾画心腔界面,建立薄壳样表面显示心腔的动态三维超声心动图。然后进行多层平行切割,快速计测心腔瞬时容量,进而推算出心搏量和心输出量。由于单线取样,三维图像的数据大为减少,易于存储计算,成像速度可以明显增快。此法可以减少因心腔变形(如室壁瘤)引起的误差,并可对形状特殊、容量不易计测的右室进行较为准确的测量,在心功能测定方面有很大的潜力。
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十、对外科手术的作用
在动态三维超声显示的立体图像上,可以根据需要切割并除去浅层组织的回声,有利于对感兴趣部位和病灶的细致分析,也可用于模拟手术,借以制定比较理想的手术方案与选择合适的手术途径,这些资料对外科医师将有一定参考价值。
十一、关于胎儿三维超声心动图
由于胎儿心脏形体较小,位置易于改变,且因胎儿心电微弱,显示不够满意,故有作者改用瓣膜活动的M型超声心动图曲线作为采集图像的时相标志。随着仪器的改进,胎心三维超声心动图(包括彩色多普勒血流)质量的提高,胎儿心脏超声检查无疑将会促进优生学研究及胎儿心脏外科学的发展。
十二、其他
近年来,有作者试用全息摄影图(holography)显示三维超声的心脏形态。此法在所有超声心脏切面上使用灰阶方式复制三维图像,因而能更清晰地显示心脏各结构及其空间关系。由于全息图可提供心脏的透明图像,因此可以自前至后观察各个层次的解剖结构。目前这一方法尚处于萌芽阶段,经过进一步研究与改进,全息三维显像有可能改善各种心脏瓣膜病和先天性心脏病的图像质量,在诊断上发挥重要作用。
(收稿日期：1999-12-08), 百拇医药