三维超声诊断胎儿畸形

　　国外医学妇产科学分册1999年第26卷第6期

上海医科大学妇产科医院（200011）顾蔚蓉综述 张珏华审校

　　摘要 三维超声是在二维超声的基础上，利用计算机再处理功能发展起来的新型超声诊断仪器，能扫查与了解各脏器的空间立体形态，有利于观察各组织结构间的空间相互关系，能显示传统二维超声不能显示的在各平面的解剖学及病理学情况，加强可疑部位的显示，有助于提高产前诊断胎儿畸形的能力。

　　关键词：三维超声 胎儿畸形

　　胎儿畸形是围产儿死亡的主要原因之一。产前诊断胎儿畸形对于及早处理和提高围产儿生存质量很重要。二维超声作为一种无创伤性检查，是及早发现和诊断胎儿畸形首选的诊断方法。但二维超声提供的是平面图像，对于复杂的畸形，需经长期训练具备丰富经验的医生，将二维图像转变为三维结构形式方能辨识。相比之下，三维超声提供了更充分的空间信息，可解决其中一些问题，有助于提高胎儿畸形的产前诊断。

三维超声概念及成像方法

　　三维超声是在二维超声的基础上，利用计算机再处理功能发展起来的新型超声诊断仪器。具体是指通过超声诊断仪从人体某一部位（脏器）的几个不同位置获取若干数量的二维图，然后将这些二维图及其之间的位置和角度信息一起输入计算机，由计算机进行相应的组合和处理，最后在荧光屏上再现该部位（脏器）的立体影像，描绘出脏器的三维自然分界面。即可显示组织的结构层次，又可人为的作任意剖面，以实现人机沟通，切割所需的有价值的切面，了解内部结构的细节。1990年高分辨、高清晰度的Combison330型三维超声（C超）问世并应用于临床，1993年Combison530（F超）又投入临床应用。与其配套应用的探头有三维体表探头、三维阴道探头、三维直肠探头和小部位三维探头，可满足对人体多部位的扫描检查。C超与F超可于同一屏幕同时显示扫描部位的纵切面、横切面和冠状面或水平面3幅图像及任何部位的立体图像，F超更因其丰富的计算机功能，显示扫描部位任何倾斜度的图像，因而可用于任何不规则病变区的显示。三维超声成像包括四个步骤：①数据采集；②三维重构；③图像分割与处理；④三维图像显示。其成像方法以奥地利Kretz公司1993年出品的Combison530型为例：在B超下将所需区域显示在屏幕上，通过移动取样框至所需区域进行确切定位。调节取样框的大小，5秒后数据在限定的取样框内自动取样，产生一组圆锥形的数据。在数据取样中，探头移动或胎动会导致伪像。取样框内的切面数目可自低分辨（60幅图像/取样框）调节至高分辨（250幅图像/取样框）。取样时间取决于一个取样框中所取的B超图像的总数。数据产生后，三个互相垂直的平面就象一个假想的三维体立即显示在屏幕上，每个可能的切面可一幅幅地显示和观察。这些数据连同检查者、病人和日期等资料被储存在硬盘上。软件进行灰阶滤过、减少小斑点、减少噪声和进行计算，产生一幅三维图像为40秒，产生一幅胎儿可围绕任何设定的轴旋转显示的图像，平均需15分钟。成像的时间取决于取样框的大小、分辨模式和观察角度^[1]。

三维超声产前诊断胎儿畸形的应用

　　关于三维超声在妇产科的临床应用已有不少报道。在许多诊断问题上三维超声优于二维超声。在产科，三维超声有两种模式即表面和透视重构。在表面模式，胎儿就象在照片上观察一样，胎儿体表的病灶，如面部畸形、脊柱裂、无脑儿和脐膨出可清楚显示，对于描绘一些缺陷如脑积水、肠道闭锁的广度和深度亦有帮助。在穿透模式，胎儿皮肤表现为半透明，可观察到内部器官^[1]。在早孕期，三维超声可显示完整的孕囊，并透视其内初具人形之胚胎^[2]。孕早期的胎儿形成可如同真体一样，显示胎儿的表面结构，并能做胎体的360度旋转。在中晚期妊娠，三维超声可显示胎儿脊柱每块椎骨的椎体、椎管、棘突等结构，显示符合解剖结构的脊柱再现图像，并可测量胎儿实质脏器如肝脏的体积，以推测胎儿是否生长受限^[3]。

　　一、头面部

　　胎儿面部检查是高危妊娠超声检查的必需部分。由于在10%～15%的胎儿唇裂、腭裂和其它畸形与染色体异常有关，故早期诊断有助于妊娠处理。但即使在良好的条件下，复杂的面部曲线亦使二维超声难以得到确切的图像。Pretorious等报道三维超声能证实92%胎儿唇正常而二维超声为76%。此外，在24周以内，三维超声能证实93%胎儿唇正常，而二维超声为68%，24周以上则无差别，表明在孕龄24周以内三维比二维超声更能证实胎儿唇正常^[4，5]。使用三维超声表面和容积模式检查胎儿头面部畸形，对于诊断唇裂、腭裂、13三体和长鼻、单侧无眼、单侧眼眶发育不良、颅骨化缺陷、前脑膨出及无脑儿等极有帮助，有助于辨别存在的胎儿头面部畸形的类型，并使家属和临床工作者更易了解^[1，6]。同时使用三维超声可定量测定并产生随孕龄胎儿的大脑体积的计算图，这将有助于评价胎儿头部的畸形并鉴别胎儿生长异常。

　　二、骨骼

　　胎儿颅缝和囟门的解剖使用传统二维超声难以观察，因头颅板为曲线型，头颅异常轮廓线难以清楚显示。三维超声在所有扫描的胎儿中均可辨认主要的颅缝和囟门，因为容积方式完全显示头颅表面而不是一个交叉的切面。三维超声可普遍显示二维超声看不到的头颅病理病灶，提高了头颅曲线结构的显示如骨板、颅缝、囟门，有助于更好地了解头颅解剖^[7]。在躯体骨骼方面，三维超声可观察到椎体、肋骨、肩胛骨、锁骨和所有胸部骨骼，清楚显示所有胎儿脊柱、助骨结构的连续性，将胸部作为一个连续的结构来显示，而不是一系列交叉的片断，对于诊断胎儿疑有骨发育不良、畸形所致的小胸廓和肺发育不良、神经管畸形以及其它影响胸廓和脊柱的骨骼畸形包括脊柱侧凸、脊柱破坏、半椎体、蝴蝶椎和肋骨畸形，同时得到脊柱和胸廓的详细结构信息较为重要^[8-10]。Steinet等^[11]最近报道使用三维超声诊断致死性骨发育不良，可细致检查胎儿解剖，显示胎儿脸较宽，脸颊鼓起，鼻子扁平，可观察到头和身体显示不成比例，并显示窄胸、突出的腹部和短上肢。另外，脊柱和肋骨的透视显示亦经计算机储存以便与出后新生儿X光片对照。产后X光片证实为短肢侏儒伴相对大的头颅和窄的胸部骨架，与扁椎骨致死性软骨发育不良的诊断一致。回顾性比较超声透视模式和X光片证明严重的扁椎骨半薄椎体能用透视重建来证实。

　　三、肢端

　　观察胎儿指趾是高危妊娠超声检查必不可少的部分，因指趾畸形尤其是第5指、趾过短、重叠指或指异常弯曲常在胎儿染色体三体综合征发现。故胎儿指趾的清晰显示有助于鉴定胎儿染色体畸形。文献报道三维超声完整显示所有指、趾较二维超声明显有效，为74.3%对52.9%，P＜0.05。三维超声在观察胎儿指趾的骨结构、形状以及妊娠各期的位置明显优于二维。诊断优点在于三维超声可选择旋转储存在取样框内的任何平面，直至得到所检查结构的最佳图像，并通过使用表面重构使胎儿指趾图像更易理解。获得胎儿指趾的细节信息对于评价具有结构畸形高危因素的胎儿以及染色体畸形很有帮助^[12]。

　　四、心脏

　　先天性心脏病是最常发生的严重的先天畸形，胎儿超声心动图是检查和诊断宫内胎儿心脏病的重要工具，这需高质量的图像显示心脏和大血管。而三维超声可从多个方向得到心脏解剖清晰的图像，包括四腔心、室间隔、房间隔、卵圆孔和心脏瓣膜和大血管，提供关于瓣膜、肌层、大血管、腔动力学的解剖和功能信息。所得的图像证明与胚胎学、解剖学或病理学信息有很好的关系。可仔细检查心脏缺陷如左室双流入道、三尖瓣闭锁等，对于瓣膜构造、瓣膜下赘生物、室间隔缺损及其它先天性畸形如大血管错位、动脉干缩窄综合征、室间分流右室双流出道、动脉圆锥梗阻亦能清楚显示。不同时期的三维图像重组成一个环形序列，能产生一幅跳动的心脏动态三维图像。随着技术的发展，三维超声对产前诊断心脏畸形和功能障碍、宫内心脏手术、胎儿心脏学教学有很大的帮助^[13，14]。

　　五、三维超声配备彩色系统诊断胎儿畸形

　　在产科领域，有时需观察胎儿肿瘤病灶的血液动力学，胎儿循环系统畸形如心脏畸形，需监测胎儿和胎盘血循环的生理学变化。评价胎儿心脏、脑、肾的循环状况和经由脐带的胎盘循环，是对母体处理的重要方面。由于胎动和脐带血管的螺旋状结构，胎儿循环和胎儿胎盘循环较难监测。三维彩色多普勒系统可用于产生、显示和精确计算、记录胎儿脐带血管的三维彩色血流图，可获得脐带血管的固体模型图像并实时旋转。除清楚显示血管结构外，血液动力学亦显而易见^[15，16]。此外，对于其它血管如大脑Willis环异常亦能清楚显示。除了彩色血流多普勒系统，三维彩色亦可在彩色能量的血流信息基础上产生血管图像。彩色能量对于血流图的三维重构更为可取，因为它对于流速慢的循环更敏感，较少因为噪声和杂乱而降低敏感性，在信息获取过程中不受呼吸和心跳的影响，而其它形式不可能不受影响而完全显示^[15]。

三维超声的优缺点

　　作为一种新技术，三维超声较传统二维超声有以下主要优点：①所检查的解剖区域可用传统实时二维超声定位，然后立即转换显示三维图像；②三个互相垂直的X、Y、Z平面可分开排列同时显示，并可在取样框内旋转寻找所需的区域，三个方位的任何一幅图像可随时电视回放，如同逐页翻阅图书，能仔细观测阅读，避免了二维超声主观切面形成的错误，使更为准确地观察解剖结构成为可能；③三维彩色可配备彩色多普勒血流图研究胎儿心血管系统；④三维系统的软件取代了操作者脑中组合二维平面的过程，能显示二维超声不能显示的平面，且能储存图像，可随时甚至在病人离开后仍能对可疑病变区回放、观察；⑤储存的图像可由数字技术通过磁盘、声线和计算机网络方式传播以便会诊^[17，19]。但是，三维超声是建立在二维超声基础上的一种新技术，存在类似于二维超声的局限性。在母体肥胖、羊水过水、胎儿位置不佳时难以得到好的图像。另外，胎动伪像，尤其是那些固有运动的器官如心脏，常有异常的团块散在或聚集出现，在体表界面，散射干扰可能会夸大，结果表面可出现不规则的轮廓^[20]。

　　三维超声成像建立在二维超声基础上，能具体、实时再现三维立体形状及结构，使超声诊断从平面图像上升至立体图像水平，为超声诊断提供了原平面超声所不能解决的问题，对于胎儿畸形的产前诊断是一个有前途的新方法，有良好的发展前景。但三维超声并不能提高低质量图像的显现，其图像质量直接取决于获取过程中容积图像的质量，且存在一些与二维超声类似的缺点。如二维实时辅以三维超声成像系统，可在产科大大提高诊断的准确性。相信随着计算机技术的进一步提高和经验的积累，可望可强三维超声在产科的临床应用。

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收稿日期：1998-02-19 修回日期：1999-09-29

校对时间:2000-03-10 22:35 董静