超声诊断起源于上个世纪40年代,从对颅脑疾病的诊断发展到对肝脏、颈部、四肢、乳腺及腹盆部等的探测,有了长足的进步;90年代后,心脏和内脏器官的三维超声成像、彩色超声多普勒能量图(CDE)、多普勒组织成像、血管内超声、超声造影、介入超声和超声等也有显著进展。三维超声成像大致可分为静态三维成像和动态三维成像。前者对胆囊、胃、肾、膀胱等脏器,从不同方位获取二维图像并叠加组成较清晰的三维图像。后者对心脏搏动、胎儿肢体缓慢活动等能够动态显示,该技术能在数秒内连续多次完成三维图像的采集、重建和显示过程,产生一系列的三维图像。
1.1 三维超声在空腔脏器的应用
1.1.1 胃肠道疾病 嘱受检者适量饮水或灌肠后可清晰显示胃肠道隆起性病变与溃疡的大小、深度、边缘形态,观察恶性肿瘤的浸润深度、范围及与邻近组织、血管的立体位置关系,进行术前TNM分期,对制定治疗方案具有重要意义。
1.1.2 胆囊疾病 主要用于胆囊容积的测定、胆囊结石、胆囊息肉及胆囊肿瘤等疾病的诊断。对于胆囊结石较二维超声更为直观;对于胆囊息肉与胆囊癌的鉴别,对恶性病变检出率明显高于二维超声。应用三维超声观察增粗的肝内与肝外胆管,更易于识别扩张胆管的归属和判断胆道梗阻的部位。
1.1.3 膀胱疾病 三维超声不单清晰显示病变的形态、大小、数目、内部回声,还能显示病变的整体、表面形态及肿瘤对膀胱壁的浸润情况,提高了诊断的准确性,有助于肿瘤术前方案的抉择。对慢性膀胱炎症、憩室、结石、凝血块等膀胱疾病的诊断也显示出优越性[1]。
1.2 在实质脏器的应用
1.2.1 肝脏疾病 三维超声可从不同方位观察肝表面和边缘轮廓,立体形态、大小、周邻关系。3D-CDE尚可观察肝内占位性病变周边及其内部血管的内径、走行及分布情况,门静脉内有无癌栓等,为临床诊断提供重要依据。三维超声引导下行肝内占位性病变的介入诊断与治疗,可提高靶目标的命中率,并进一步提高介入治疗的效果[2]。
1.2.2 肾脏疾病 三维超声可显示肾脏的大小、形态,观察实质内有无肿块,尤其对肾积水能展现扩张肾盂与肾盏形态,清晰观察其内有无结石或占位性病变等。3D-CDE可以客观显示肾癌的血管分布及数量,有助于肾癌分期诊断、治疗和估计预后。
1.2.3 前列腺疾病 三维超声较易于观察前列腺与邻近结构的关系,确定前列腺内有无结节或结节的位置,并判断其性质。尤其对于前列腺肿块体积的测量及对恶性肿瘤的术前分期,更为准确可靠。前列腺体积测量是最早采用三维超声技术的,Elliot[3]等用三维超声离体测量前列腺体积,发现平均误差为0.36±1.17ml,标准差为1.15 ml。
1.2.4 在妇科的应用 三维超声可以观察多囊卵巢(PCOS)体积、其内小囊的体积与血清卵泡刺激素(FSH)和促黄体生成素的关系。对子宫大小、子宫内膜的体积、胎盘体积进行测量。利用三维超声可精确测定卵巢肿瘤的体积,并可动态观察体积变化,对卵巢良恶性肿瘤的鉴别、制定治疗方案具有指导意义。对卵巢和输卵管病变(特别囊性病变),可清晰显示其立体轮廓、内部结构、有无分隔与实性突起、液体浑浊度等。三维超声在诊断附件区恶性肿瘤时,敏感性由二维超声的80%增至87%。三维超声于术前可清晰显示恶性肿瘤浸及周围脏器的情况,评价肿瘤与子宫、盆壁及髂血管的关系,为术中能否切除肿瘤提供有价值的资料。
1.2.5 在产科的应用 三维超声已广泛应用到产前诊断的很多方面:①测量正常胎儿脏器、肢体、骨骼不同时期体积以观察胎儿生长发育的规律,评估其营养状况。②测量胎儿实质脏器的大小,观察病变脏器体积与机能变化和病变发展的关系。三维超声在胎儿肾肥大、肾发育不全及其他肾异常的诊断及监测提供了有价值的指标[4]。③对比各种成像方法及体积算法在体积测量中的准确性,从而选择最佳方案。3D-CDE可清晰观察脐带绕颈。
1.3 在心血管系统的应用 三维超声心动图能够提供心脏的三维立体结构,直观显示心脏内部结构的解剖形态、空间关系、立体方位及血流变化等,为各种瓣膜疾病、心肌疾病和先天性心脏复杂畸形的诊断与治疗提供帮助。三维超声能清晰显示大血管的解剖结构,实时观察血管的直观形态,判断血管疾病的精确位置、疾病性质与病变程度,对大血管的先天性畸形、血管瓣膜疾病、附壁血栓、血管壁剥离等病变,具有较好的特征性。
2.1 优势 对有关脏器或病变冠状面的显示较二维超声更有优越性;能够较完整地显示某一脏器的整体解剖形态,提高疾病的诊断准确性;较精确地测量某一脏器或病变结构的大小与容积,进行定量诊断;能较准确地显示病变的三维形态与空间位置,更加精确地进行超声导向介入治疗;利用彩色能量技术进行血管三维重建,显示血管三维形态、空间结构与走行、肿瘤与血管的空间位置关系等,有助于对有关脏器良恶性肿瘤的判断及外科手术方案的抉择。
2.2 局限 三维超声图像的质量取决于二维超声图像的清晰度,图像的分辨率相对较低;三维超声图像采集过程中往往受呼吸运动、肋骨、胃肠气体等因素干扰而影响显示效果;三维图像尚缺乏像CT、MRI更为精确的空间定位系统;目前临床应用的三维超声成像的设备相对较少,有待进一步研究与开发,以尽快得到普及;三维超声操作要求技术条件较高,有待加快对有关理论知识的掌握和实践能力的提高。