超声动态三维重建在房、室间隔缺损诊断中的临床应用

【摘 要】对31例房间隔缺损（ASD），17例室间隔缺损（VSD）患者进行超声动态三维重建研究，评价该技术对ASD、VSD的诊断价值。结果表明：动态三维重建可从多个角度和方向，甚至模拟手术路径立体显示在体ASD和VSD的形态、部位和相对大小，及它们和邻近解剖结构间的关系；立体显示合并症的病变特征。结果在27例患者获手术证实。该27例患者中，三维重建纠正了1例ASD患者和1例VSD的多平面经食管两维超声诊断，补充了2例ASD患者的多平面经食管两维超声诊断。证明了它的临床应用价值。

【关键词】房间隔缺损；室间隔缺损；动态三维重建

先天性房、室间隔缺损是临床最为常见的先天性心血管畸形，空间关系虽不复杂，但以两维超声显像方法却不能直观显示它们的病理特征，而客观、准确地理解它们的三维结构对这类疾病的处理、预后判断，尤其是经导管缺损关闭术有一定的重要性，，本研究探讨动态三维重建在它们诊断中的价值[1，2]。

1.材料和方法

1.1研究对象

为48例临床疑为先天性房、室间隔缺损的患者。其中ASD患者31例，VSD患者17例，男25例，女23例，年龄8～50岁，平均23.5±9.5岁。27例患者经手术治疗。

1.2仪器和设备

图像采集用美国HP SONOS 2500多功能超声诊断仪和5.0 MHz多平面经食管探头。该探头末端有旋钮供调节探头的弯度以控制探头的方向。换能器装置在头端，由64个晶片组成，可作0～180°旋转。

三维重建采用德国Tomtec公司生产的计算机工作站。其输入端与超声诊断仪相连，接收两维超声图像；输出端与多平面食管探头相接，控制探头内晶片的旋转，能每隔0.8～5°对心脏作一切面。具有心电门控和呼吸门控功能。

1.3图像采集

采用经食管途径采集图像，对不能行食管超声检查患者我们经胸采集图像。

经食管途径时，患者行常规食管超声检查；经胸途径时，使用多平面经食管超声探头，置于心前区或心尖部位。首先选取所要重建结构，置于扫描图像中心，确定探头在0～180°范围扫描结构不被遗漏后开始采集图像。设置每个扫描切面旋转夹角为2°，共采集90个心动周期的图像。每个心动周期采集10～15帧图像。

1.4三维重建

在图像采集后进行。首先将图像根据心动周期的时相在体元数据中的设置重新格式化，然后进行三维重建。根据所需要显示结构的部位和方向，通过调节α、β、γ角及平行移动钮，对感兴趣区进行任意切割、重建。我们主要从以下几个方向观察：①从左、右心房向房间隔观察，②从左、右心室向室间隔观察。

重建后图像可以放大、回放和旋转显示，并能进行适当旋转和倾斜来增强立体感。

三维重建结果和经胸两维超声心动图、经食管多平面两维超声心动图及开胸手术所见对照比较。

2结果

41例患者经食管超声检查途径采集图像，7例患者行经胸超声检查途径采集图像。全部经食管超声检查者均能耐受，除一过性恶心、心动过速外，无其它明显反应。

45例患者能进行成功的动态三维重建，3例患者因原始图像有遗漏、错位而不能重建。

2.1ASD

31例患者中29例患者能成功地重建，清楚显示房间隔和上腔静脉、下腔静脉、冠状静脉窦、三尖瓣及它们间的关系。2例患者因位置偏离而不能重建房间隔。21例动态三维重建见ASD，包括卵圆孔型11例，上腔静脉型3例，下腔静脉型2例，混合型（卵圆孔型与下腔静脉相接）2例，静脉窦型1例，原发孔型2例。三维重建显示的ASD的立体形态、部位、相对大小及其和邻近上腔静脉、下腔静脉、静脉窦和主动脉的关系，与手术途径显示的ASD相似；在15例患者获手术证实。其中1例患者在经胸和经食管两维超声显像时见有两束血流而诊断为两个缺损，但三维重建仅见有一个缺损，形态不规则，呈葫芦形，与手术中发现相同。1例患者在经食管两维超声显像时见ASD较小，诊断为小房缺，而三维重建示缺损呈裂隙状，面积较大，其大小与手术所见相同。2例患者三维重建发现ASD近下腔静脉处有两个小孔，为手术证实，补充了多平面经食管超声的诊断。重建还在2例二尖瓣脱垂，2例二尖瓣裂缺患者立体显示了合并的二尖瓣脱垂和二尖瓣裂缺的病变特征，其中1例患者三维重建见二尖瓣前叶中段裂开，呈兔唇状，为术中修补提供了方便。

2.2VSD

17例患者中16例能够成功地进行三维重建，从多个角度和方向，甚至模拟手术途径剖开右心室或主动脉对VSD进行显示，1例因图像有遗漏、错位而不能重建。三维重建见VSD13例（膜周部VSD11例，流出道部VSD2例），室间隔正常3例。12例患者有手术对照。其中9例患者三维重建显示的缺损形态、大小和部位与手术发现一致，3例患者三维重建未见VSD。其中2例患者在采集图像时叠加彩色血流显像可获满意的三维重建，立体显示VSD分流柱的形态。手术时直视见VSD大小均为0.3 cm×0.3 cm；另1例先天性主动脉瓣畸形患者，多平面经食管两维超声检查时未能除外VSD，但三维重建未见室间隔异常和异常分流柱，否定了VSD的诊断，被2周后手术探查证实。三维重建还诊断合并的主动脉瓣脱垂2例，合并主动脉窦瘤破裂2例，合并四叶式主动脉瓣畸形患者1例，均获手术证实。

3讨论

自1992年體元模型法三维重建被首次应用于临床以来[3]，三维重建的应用范围正逐渐扩大，涉及到了心脏疾病的多个领域，国内外的研究表明体元法是目前最为理想的动态三维重建方法[4，5，6]，具有临床应用的广阔前景。然而，有关先天性心脏病的资料仍然十分有限[7，8]，不能肯定它的临床应用价值。通过对ASD、VSD患者48例进行研究，我们有如下体会。

3.1动态三维重建

进一步提高了房、室间隔缺损诊断的正确性。三维重建不但可从传统两维超声心动图的角度对缺损进行立体显示，而且还可模拟手术路径剖开右心房或右心室逼真地再现在体缺损的立体形态、解剖部位及其和邻近解剖结构的关系，并动态显示ASD、VSD在心动周期的大小变化；立体显示合并症的形态特点。因而超声三维重建克服了两维超声受透声窗限制的缺点，图像提供的信息量更多，有利于提高诊断的准确性。将重建结果和手术所见比较，我们发现三维重建在1例ASD和1例VSD患者纠正了多平面经食管超声心动图的诊断，2例ASD患者补充了多平面经食管超声心动图的诊断。证明了动态三维重建在ASD、VSD中的應用价值。

3.2重建图像立体、直观、客观

因为两维超声心动图只能在两维平面上对心脏结构进行显示，因此它需要检查者对这些图像进行头脑中的三维重建来理解疾病，这就不可避免地带有主观性和片面性[9]。三维重建能完整显示缺损的立体形态、部位和大小，及它们和邻近结构间的关系，因此图像更为直观、更易于理解，并有利于获得更为准确的定量资料[10]。对空间关系较为特殊，两维超声心动图不能完整显示的病变，其应用价值更大。

本研究表明动态三维重建成功率高，方法简便易行，克服了两维超声心动图和心导管检查不能描述ASD、VSD形态的缺点，避免了检查者对缺损空间关系的主观判断，对疾病的病情评估和术前评价，特别是经导管关闭术的病例选择和外科治疗方案的设计具有重要的意义。其价值将随着临床应用的进一步推广，得到更大的体现。

但三维重建技术尚有以下局限：①分析时间较长，不能提供即刻的三维重建图像，速度受图像采集、处理以及检查者熟练程度的限制；②仍受原始两维图像分辨率的影响和制约，对较小的VSD尚不能显示，必须借助彩色血流显像的三维重建；③研究中3例患者不能重建，主要原因是原始图像不对称或分辨率低，说明图像采集质量影响着重建的成败。以上尚需要进一步改进和完善。

参考文献：

[1]王彧；蔡爱露；张颖；孙微.超声心动图对胎儿房室瓣的显像方法及其临床应用研究进展.中国医学影像技术.2011.2353-2356

[2]张颖；蔡爱露；李婷；赵一理.自动四维彩色容积超声在胎儿心脏检查中的应用.中国医学影像技术.2009.1273-1275

[3]谢明星；杨颖；王新房；王静；黄润青；费洪文；庄磊；陈欧迪.实时三维超声心动图评价先天性心脏病形态结构的初步探讨.放射学实践.2004.156-158

[4]章朝霞；舒先红；潘翠珍；黄国情；刘诗珍；程蕾蕾；潘文明；李高平；陈灏珠.经胸实时三维超声心动图在房间隔缺损诊疗中的应用价值.医学影像学杂志.2004.728-731

[5]章朝霞；潘翠珍；舒先红；潘文明；黄国倩；程蕾蕾；施月芳；李高平；陈灏珠.经胸实时三维超声心动图在室间隔缺损诊断中的应用价值.中国临床医学.2004.308-311

[6]周京敏，沈学东，蔡乃绳，等.体元模型超声三维重建定量室间隔缺损大小：实验和临床初步应用.中国超声医学杂志，1995，7∶6.

作者简介：

肖立辉（1974-）性别：男，民族：汉，职位：主治医师，专业：影像。