超聲動態三維重建在房、室間隔缺損診斷中的臨床應用

【摘 要】對31例房間隔缺損（ASD），17例室間隔缺損（VSD）患者進行超聲動態三維重建研究，評價該技術對ASD、VSD的診斷價值。結果表明：動態三維重建可從多個角度和方向，甚至模擬手術路徑立體顯示在體ASD和VSD的形態、部位和相對大小，及它們和鄰近解剖結構間的關系；立體顯示合并癥的病變特征。結果在27例患者獲手術證實。該27例患者中，三維重建糾正了1例ASD患者和1例VSD的多平面經食管兩維超聲診斷，補充了2例ASD患者的多平面經食管兩維超聲診斷。證明了它的臨床應用價值。

【關鍵詞】房間隔缺損；室間隔缺損；動態三維重建

先天性房、室間隔缺損是臨床最為常見的先天性心血管畸形，空間關系雖不復雜，但以兩維超聲顯像方法卻不能直觀顯示它們的病理特征，而客觀、準確地理解它們的三維結構對這類疾病的處理、預后判斷，尤其是經導管缺損關閉術有一定的重要性，，本研究探討動態三維重建在它們診斷中的價值[1，2]。

1.材料和方法

1.1研究對象

為48例臨床疑為先天性房、室間隔缺損的患者。其中ASD患者31例，VSD患者17例，男25例，女23例，年齡8～50歲，平均23.5±9.5歲。27例患者經手術治療。

1.2儀器和設備

圖像采集用美國HP SONOS 2500多功能超聲診斷儀和5.0 MHz多平面經食管探頭。該探頭末端有旋鈕供調節探頭的彎度以控制探頭的方向。換能器裝置在頭端，由64個晶片組成，可作0～180°旋轉。

三維重建采用德國Tomtec公司生產的計算機工作站。其輸入端與超聲診斷儀相連，接收兩維超聲圖像；輸出端與多平面食管探頭相接，控制探頭內晶片的旋轉，能每隔0.8～5°對心臟作一切面。具有心電門控和呼吸門控功能。

1.3圖像采集

采用經食管途徑采集圖像，對不能行食管超聲檢查患者我們經胸采集圖像。

經食管途徑時，患者行常規食管超聲檢查；經胸途徑時，使用多平面經食管超聲探頭，置于心前區或心尖部位。首先選取所要重建結構，置于掃描圖像中心，確定探頭在0～180°范圍掃描結構不被遺漏后開始采集圖像。設置每個掃描切面旋轉夾角為2°，共采集90個心動周期的圖像。每個心動周期采集10～15幀圖像。

1.4三維重建

在圖像采集后進行。首先將圖像根據心動周期的時相在體元數據中的設置重新格式化，然后進行三維重建。根據所需要顯示結構的部位和方向，通過調節α、β、γ角及平行移動鈕，對感興趣區進行任意切割、重建。我們主要從以下幾個方向觀察：①從左、右心房向房間隔觀察，②從左、右心室向室間隔觀察。

重建后圖像可以放大、回放和旋轉顯示，并能進行適當旋轉和傾斜來增強立體感。

三維重建結果和經胸兩維超聲心動圖、經食管多平面兩維超聲心動圖及開胸手術所見對照比較。

2結果

41例患者經食管超聲檢查途徑采集圖像，7例患者行經胸超聲檢查途徑采集圖像。全部經食管超聲檢查者均能耐受，除一過性惡心、心動過速外，無其它明顯反應。

45例患者能進行成功的動態三維重建，3例患者因原始圖像有遺漏、錯位而不能重建。

2.1ASD

31例患者中29例患者能成功地重建，清楚顯示房間隔和上腔靜脈、下腔靜脈、冠狀靜脈竇、三尖瓣及它們間的關系。2例患者因位置偏離而不能重建房間隔。21例動態三維重建見ASD，包括卵圓孔型11例，上腔靜脈型3例，下腔靜脈型2例，混合型（卵圓孔型與下腔靜脈相接）2例，靜脈竇型1例，原發孔型2例。三維重建顯示的ASD的立體形態、部位、相對大小及其和鄰近上腔靜脈、下腔靜脈、靜脈竇和主動脈的關系，與手術途徑顯示的ASD相似；在15例患者獲手術證實。其中1例患者在經胸和經食管兩維超聲顯像時見有兩束血流而診斷為兩個缺損，但三維重建僅見有一個缺損，形態不規則，呈葫蘆形，與手術中發現相同。1例患者在經食管兩維超聲顯像時見ASD較小，診斷為小房缺，而三維重建示缺損呈裂隙狀，面積較大，其大小與手術所見相同。2例患者三維重建發現ASD近下腔靜脈處有兩個小孔，為手術證實，補充了多平面經食管超聲的診斷。重建還在2例二尖瓣脫垂，2例二尖瓣裂缺患者立體顯示了合并的二尖瓣脫垂和二尖瓣裂缺的病變特征，其中1例患者三維重建見二尖瓣前葉中段裂開，呈兔唇狀，為術中修補提供了方便。

2.2VSD

17例患者中16例能夠成功地進行三維重建，從多個角度和方向，甚至模擬手術途徑剖開右心室或主動脈對VSD進行顯示，1例因圖像有遺漏、錯位而不能重建。三維重建見VSD13例（膜周部VSD11例，流出道部VSD2例），室間隔正常3例。12例患者有手術對照。其中9例患者三維重建顯示的缺損形態、大小和部位與手術發現一致，3例患者三維重建未見VSD。其中2例患者在采集圖像時疊加彩色血流顯像可獲滿意的三維重建，立體顯示VSD分流柱的形態。手術時直視見VSD大小均為0.3 cm×0.3 cm；另1例先天性主動脈瓣畸形患者，多平面經食管兩維超聲檢查時未能除外VSD，但三維重建未見室間隔異常和異常分流柱，否定了VSD的診斷，被2周后手術探查證實。三維重建還診斷合并的主動脈瓣脫垂2例，合并主動脈竇瘤破裂2例，合并四葉式主動脈瓣畸形患者1例，均獲手術證實。

3討論

自1992年體元模型法三維重建被首次應用于臨床以來[3]，三維重建的應用范圍正逐漸擴大，涉及到了心臟疾病的多個領域，國內外的研究表明體元法是目前最為理想的動態三維重建方法[4，5，6]，具有臨床應用的廣闊前景。然而，有關先天性心臟病的資料仍然十分有限[7，8]，不能肯定它的臨床應用價值。通過對ASD、VSD患者48例進行研究，我們有如下體會。

3.1動態三維重建

進一步提高了房、室間隔缺損診斷的正確性。三維重建不但可從傳統兩維超聲心動圖的角度對缺損進行立體顯示，而且還可模擬手術路徑剖開右心房或右心室逼真地再現在體缺損的立體形態、解剖部位及其和鄰近解剖結構的關系，并動態顯示ASD、VSD在心動周期的大小變化；立體顯示合并癥的形態特點。因而超聲三維重建克服了兩維超聲受透聲窗限制的缺點，圖像提供的信息量更多，有利于提高診斷的準確性。將重建結果和手術所見比較，我們發現三維重建在1例ASD和1例VSD患者糾正了多平面經食管超聲心動圖的診斷，2例ASD患者補充了多平面經食管超聲心動圖的診斷。證明了動態三維重建在ASD、VSD中的應用價值。

3.2重建圖像立體、直觀、客觀

因為兩維超聲心動圖只能在兩維平面上對心臟結構進行顯示，因此它需要檢查者對這些圖像進行頭腦中的三維重建來理解疾病，這就不可避免地帶有主觀性和片面性[9]。三維重建能完整顯示缺損的立體形態、部位和大小，及它們和鄰近結構間的關系，因此圖像更為直觀、更易于理解，并有利于獲得更為準確的定量資料[10]。對空間關系較為特殊，兩維超聲心動圖不能完整顯示的病變，其應用價值更大。

本研究表明動態三維重建成功率高，方法簡便易行，克服了兩維超聲心動圖和心導管檢查不能描述ASD、VSD形態的缺點，避免了檢查者對缺損空間關系的主觀判斷，對疾病的病情評估和術前評價，特別是經導管關閉術的病例選擇和外科治療方案的設計具有重要的意義。其價值將隨著臨床應用的進一步推廣，得到更大的體現。

但三維重建技術尚有以下局限：①分析時間較長，不能提供即刻的三維重建圖像，速度受圖像采集、處理以及檢查者熟練程度的限制；②仍受原始兩維圖像分辨率的影響和制約，對較小的VSD尚不能顯示，必須借助彩色血流顯像的三維重建；③研究中3例患者不能重建，主要原因是原始圖像不對稱或分辨率低，說明圖像采集質量影響著重建的成敗。以上尚需要進一步改進和完善。

參考文獻：

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[2]張穎；蔡愛露；李婷；趙一理.自動四維彩色容積超聲在胎兒心臟檢查中的應用.中國醫學影像技術.2009.1273-1275

[3]謝明星；楊穎；王新房；王靜；黃潤青；費洪文；莊磊；陳歐迪.實時三維超聲心動圖評價先天性心臟病形態結構的初步探討.放射學實踐.2004.156-158

[4]章朝霞；舒先紅；潘翠珍；黃國情；劉詩珍；程蕾蕾；潘文明；李高平；陳灝珠.經胸實時三維超聲心動圖在房間隔缺損診療中的應用價值.醫學影像學雜志.2004.728-731

[5]章朝霞；潘翠珍；舒先紅；潘文明；黃國倩；程蕾蕾；施月芳；李高平；陳灝珠.經胸實時三維超聲心動圖在室間隔缺損診斷中的應用價值.中國臨床醫學.2004.308-311

[6]周京敏，沈學東，蔡乃繩，等.體元模型超聲三維重建定量室間隔缺損大小：實驗和臨床初步應用.中國超聲醫學雜志，1995，7∶6.

作者簡介：

肖立輝（1974-）性別：男，民族：漢，職位：主治醫師，專業：影像。