三维和四维超声在产科的应用.ppt
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参见附件(395KB)。
三维和四维超声在产科的应用
梁国贤 医生
香港大学玛丽医院妇产科
顾问医生/荣誉副教授
三维和四维超声技术
? 多平面分析
? 表面成像
? 最大模式，X-线模式，最小模式， 反转模式
? 4维超声
? 容积测量
? 3维能量多普勒
? 多层面分析
? 空间-时间影像相关技术 (STIC)
正常三维超声检查
? 容积自动扫描
? 多平面容积分析
? 重建或表面成像
容积自动扫描
? 选择一个好的二维图像
? 按动三维/四维按钮
? 调整感兴趣区(ROI)
? 选择特别的设定
? 调整扫描的角度
? 调整容积分辨率
? 按下'容积开始'或'冻结'键
获得一个良好的三维容积的窍门
? 良好的二维图像
? 选择合适的观察方向
? 前面有适量的羊水
? 没有周围结构的阴影
? 无孕妇活动
? 没有胎动
Multiplanar analysis 多平面分析
? 矢状面(A), 横切面(B), 冠状面(C)
? 在每一切面
? (a)沿X, Y, Z轴旋转图像
? (b) 平移
? (c) 移动标记点
? 如果丢失,按'初步' 键
多平面分析 (简化)
? 矢状面(A), 横切面(B), 冠状面(C)
? 在每一切面
? (a)沿z轴旋转图像
? (b) 平移
? (c) 移动标记点
? 如果丢失,按'初步' 键
多平面分析: 实际操作
? 在脸的正中矢状面获取三维容积
? 选择A 平面
? 使用x , y , z轴旋转和平移点直到沿正中矢状面的线是水平方向的
? 现在, B, C平面分别代表横断面和冠状面
? 从上唇顶至上颚移动标记点观察B ,C平面的变化
表面成像
? 正中矢状面(A)
? 移动取样框
? 调整取样框的大小
表面成像
? 作全屏表面成像,按屏幕的'3D'
? 按应用
? 按成像模式
? (1) 表面成像模式-脸,四肢,脐带入口; 调整' Th.Low '按扭, 消除低水平的周围回声
? (2) 最大模式-骨骼
? (3) 最小模式-囊肿或血管
四维扫描
三维扫描添加了时间维
并非实时，帧频4-24/sec
按A/4D (二维在一边,四维在另一边)
四维扫描
三维超声的体积计算
? 三维超声的体积计算比二维超声给出更精的结果
? 三维超声有利于形状不规则物体的体积计算
(Michailidis, Curr Opin OG 2001)
三维体积
妊娠囊体积(妊娠结局,非整倍体)
胎盘体积 (体重, 非整倍体)
肺(肺发育不良)
肝脏体积(IUGR)
孕妇子宫颈体积 (早产)
大腿,腹部,上臂(胎儿体重)
大脑,小脑, 或膀胱体积
体积测量
? 多平面分析
? 虚拟器官计算机辅助分析(VOCAL)
? VOCAL延伸成像VOCAL (XI)
多平面分析
? 放大
? 测量对象在A平面的起点开始,然后追踪在B平面的横截面积
? 平行切面通过获得的容积，追踪变化的面积
? 持续到测量对象的终点
虚拟器官计算机辅助分析(VOCAL)
VOCAL
? 绕一固定轴旋转图像平面
? 确定上下极点
三维能量多普勒
?按能量多普勒模式
? 调整颜色设置:较高的持续滤波可以得到畅顺的血流,及更好的三维彩色显示但要更长的采集时间
? 按三维/四维
? 调整彩色盒和扫描角度:小的盒和扫描角度,短的采集时间
? 表面/能量多普勒模式
三维彩色直方图
? 利用VOCAL界定一个容积
? 按彩色直方图
? 显示血管形成指数(VI)、血流指数(FI)、血管一血流指数(VFI)
多层面成像
? 三维延伸成像 (3DXI)
? 超声断层成像(TUI)
? I - slice
多层面成像模式
调整:
? 显示在一个屏幕上多层面图像的数目(1x1, 2x1, 3x2, 4x3 or 6x4)
? 图像放大
? 图像的方向和旋转
? 层面的厚度和间隔 (0.5 to 5mm)
多层面成像应用
? 检查胎儿脊柱,脸,大脑和心脏连续的横断面.
? 从胎儿脊柱和脸的正中矢状面获取三维容积数据
? 脑的横断面在BPD平面获得一个三维容积数据
? 心的横断面在四腔心平面获得一个三维容积数据
斜面成像 OBVTM的应用
? 检查：胎儿脊柱，颚的冠状面
? 室间隔的"平面内切面"
三维/四维形态扫描
? 面:包括唇,腭,耳,下巴
? 脑部
? 颅缝和囟门
? 脊柱
? 四肢
? 腹部
? 肋骨
? 心脏
面部
? 面部的系统性检查
? 在正中矢状切面获取3维容积
? 用多平面模式,表面成像观察面部的异常
? 唇：冠状切面和横切面
? 腭:在正中横切面获取3维容积
反转面部切面
? 在额状面(正面)检查胎儿的唇部和牙槽
? 在纵轴上胎儿面部旋转180?(反转面部技术)，用表面成像模式检查胎儿的继发腭
? 也可改变显示图标选择由"从前观察"至"从后观察"
(Campbell UOG 2004)
鼻骨
? 在脸的正中矢状面获取三维容积
? 最大模式进行三维重建成像
? 唐氏综合症胎儿单侧鼻骨缺失或发育不良
? 有20 %左右的胎儿,在11至13周, 鼻骨间有裂隙。
(Ultrasound Obstet Gynecol 2004; 2005)
脑
? 三维(阴道)超声经囟门扫描
? 在所有三个正交平面上的序贯平行切面
? 后颅窝:探头对着后囟或对着矢状缝
? '标记点 '可以评估每一平面上的任何结构或任何病理改变的准确位置(Ultrasound Obstet Gynecol 2000)
颅缝和囟门
? 经正中矢状面和横断面扫描大部分的颅缝及囟门在妊娠中后期可以看得见
? 但随着孕龄增加，图像质量下降
? 兼用腹及阴道途径提高了矢状缝的显示
(UOG 2004, PD 2004)
骨骼的三维超声
? 80-100 % 的四肢远端,肋骨,锁骨可以显示
? 四肢: 矢状切面 /其它方向,以避免伪影遮蔽
? 肋骨: 横断或冠状面,从旁边开始扫描
? 锁骨: 横断或矢状面
? 肩胛骨: 矢状面
(UOG 1998, 2000; GO Invest 2000; Cur Opin OG 2002 )
四肢
? 正中矢状面
? 三维超声通过旋转三维容积评价四肢但受限于快速运动
? 四维超声
? 马蹄内翻足,多趾,肢体挛缩,短肢畸形, 上臂缩窄,上肢淋巴管瘤和并肢畸形
(J Perinat Med 2002, 2003; UOG 2003, 2004; J Ultrasound Med 2002; Int J GO 2002; AmJOG 1996)
心脏
? 横向扫描(通过四腔心切面),可用于检查四腔心和流出道.
? 相比二维,三维胎儿心脏超声较少依赖于扫描角度，较少依赖于胎儿位置或检查者的经验.
? 三维体积储存后由专家作离线评估. (AmJOG 2003; J Ultrasound Med 1998)
心脏的容积采集
? 脊柱在背部
? 感兴趣的区域,尽量缩小
? 采集角度: 20-25 (孕中期) 或 35-40(较大胎儿)
? 采集时间:伪像与分辨率
UOG 2006
大血管的观察
? 在四腔心切面采集三维
? 平面A指向四腔心切面，沿z轴转动容积，心尖和探头的夹角是30-40 度
? 参考点放在室间隔,心尖和房室交叉点的中间
?J Matern Fetal Neonatal Med 2005
心脏: "旋转" 技术
? 在几分钟内鉴别流出道
? 获得一个容积数据,沿着X和Y轴旋转处理
? 四腔心、五腔心、三血管切面
(UOG 2004)
三维和四维超声的应用
? 当二维超声证明或怀疑胎儿畸形
? 可能存在胎儿畸形的高危妊娠
? 胎儿位置影响, 二维超声影像不理想
? 需要测量一个物体的体积
指征 (1)当二维超声证明或怀疑胎儿畸形
? 三维超声的表面成像和多平面成像格式提供了标准二维超声不可能看到的独特的图像可以协助检查胎儿
* 在大多数胎儿畸形,多平面的图像通常都比表面成像的图像对医生解释病变更有用
? (Curr Opin OG 2000, 2001, UOG 2000)
三维超声在产前诊断中的应用
? 在评估严重的畸形方面,证明是一个有用的工具
? 在103例异常中, 51 %由三维超声提供额外的信息
? 显示出二维图像没有看到的六种异常:
小颌畸形(4),神经管缺陷(1),肩胛骨发育不全(1).
Dyson et al 2000
诊断胎儿畸形: 二维与三维超声的比较
? 三维超声成像在51-64 % 的病例具有诊断优势.
? 协助诊断和评估
? 但是, 只有4 - 5 %的病例中三维超声对临床处理有影响.
? 有助产前咨询.
? 容积数据可以储存起来,以便今后的复查和参考.
Ultrasound OG 2000, Curr Opin OG 2000, 2001, Ultraschall Med 2005
颜面裂
超声鼻骨
? 單邊無鼻骨與唐氏綜合症有關
? 二維超声會誤診為有鼻骨
? 三維超声會測出來
(UOG 2004; 2005)
指征 (2)
? 可能存在胎儿畸形的高危妊娠,? 对一个正常的胎儿,三维成像较传统的二维超声能提供更有说服力的证据
Merz E, Ultraschall Med 2005
指征 (3)
? 当胎儿位置等技术因素影响, 二维超声不理想时
? 三维超声多平面成像可显示普通二维超声难显示或不能显示的平面
指征 (4)
? 当需要测量一个物体的体积时
? 普遍认同三维超声的体积计算能比二维给出更精确的结果,尤其是对不规则形状的物体
Fetal Diagn Ther 2001
肺容積
? 三維超声肺容積與肺發育不全有關
? 預后
批評三四維超声
? 很少對照研究
? 偏見
? 失敗率
? 影象質素
? 伪像
? 時間
? 憂累
克服伪像
? 最佳二维图像
?感兴趣的领域多几个容积数据并做多平面分析
?在不同角度采集额外的容积
?修改成像参数
?二维超声再次扫描
?跟进扫描
小结
? 二維是基本
? 三四維幫助評估畸形的嚴重性
? 三四維幫助陸確定正常胎兒
? 結合二維及三四維(多平面,多层面分析 )
? 多平面成像 ：唇腭,脑,四肢,脊柱, 心脏
? 表面成像模式:脸,四肢,腹壁,骨缝
? 最大模式：骨骼，腭;最小模式：羊水或血管
? 能量多普勒胎盘脐带血管分布
? 容积: 任何器官,胎盘，胎儿体重......（后略) ......
三维和四维超声在产科的应用
梁国贤 医生
香港大学玛丽医院妇产科
顾问医生/荣誉副教授
三维和四维超声技术
? 多平面分析
? 表面成像
? 最大模式，X-线模式，最小模式， 反转模式
? 4维超声
? 容积测量
? 3维能量多普勒
? 多层面分析
? 空间-时间影像相关技术 (STIC)
正常三维超声检查
? 容积自动扫描
? 多平面容积分析
? 重建或表面成像
容积自动扫描
? 选择一个好的二维图像
? 按动三维/四维按钮
? 调整感兴趣区(ROI)
? 选择特别的设定
? 调整扫描的角度
? 调整容积分辨率
? 按下'容积开始'或'冻结'键
获得一个良好的三维容积的窍门
? 良好的二维图像
? 选择合适的观察方向
? 前面有适量的羊水
? 没有周围结构的阴影
? 无孕妇活动
? 没有胎动
Multiplanar analysis 多平面分析
? 矢状面(A), 横切面(B), 冠状面(C)
? 在每一切面
? (a)沿X, Y, Z轴旋转图像
? (b) 平移
? (c) 移动标记点
? 如果丢失,按'初步' 键
多平面分析 (简化)
? 矢状面(A), 横切面(B), 冠状面(C)
? 在每一切面
? (a)沿z轴旋转图像
? (b) 平移
? (c) 移动标记点
? 如果丢失,按'初步' 键
多平面分析: 实际操作
? 在脸的正中矢状面获取三维容积
? 选择A 平面
? 使用x , y , z轴旋转和平移点直到沿正中矢状面的线是水平方向的
? 现在, B, C平面分别代表横断面和冠状面
? 从上唇顶至上颚移动标记点观察B ,C平面的变化
表面成像
? 正中矢状面(A)
? 移动取样框
? 调整取样框的大小
表面成像
? 作全屏表面成像,按屏幕的'3D'
? 按应用
? 按成像模式
? (1) 表面成像模式-脸,四肢,脐带入口; 调整' Th.Low '按扭, 消除低水平的周围回声
? (2) 最大模式-骨骼
? (3) 最小模式-囊肿或血管
四维扫描
三维扫描添加了时间维
并非实时，帧频4-24/sec
按A/4D (二维在一边,四维在另一边)
四维扫描
三维超声的体积计算
? 三维超声的体积计算比二维超声给出更精的结果
? 三维超声有利于形状不规则物体的体积计算
(Michailidis, Curr Opin OG 2001)
三维体积
妊娠囊体积(妊娠结局,非整倍体)
胎盘体积 (体重, 非整倍体)
肺(肺发育不良)
肝脏体积(IUGR)
孕妇子宫颈体积 (早产)
大腿,腹部,上臂(胎儿体重)
大脑,小脑, 或膀胱体积
体积测量
? 多平面分析
? 虚拟器官计算机辅助分析(VOCAL)
? VOCAL延伸成像VOCAL (XI)
多平面分析
? 放大
? 测量对象在A平面的起点开始,然后追踪在B平面的横截面积
? 平行切面通过获得的容积，追踪变化的面积
? 持续到测量对象的终点
虚拟器官计算机辅助分析(VOCAL)
VOCAL
? 绕一固定轴旋转图像平面
? 确定上下极点
三维能量多普勒
?按能量多普勒模式
? 调整颜色设置:较高的持续滤波可以得到畅顺的血流,及更好的三维彩色显示但要更长的采集时间
? 按三维/四维
? 调整彩色盒和扫描角度:小的盒和扫描角度,短的采集时间
? 表面/能量多普勒模式
三维彩色直方图
? 利用VOCAL界定一个容积
? 按彩色直方图
? 显示血管形成指数(VI)、血流指数(FI)、血管一血流指数(VFI)
多层面成像
? 三维延伸成像 (3DXI)
? 超声断层成像(TUI)
? I - slice
多层面成像模式
调整:
? 显示在一个屏幕上多层面图像的数目(1x1, 2x1, 3x2, 4x3 or 6x4)
? 图像放大
? 图像的方向和旋转
? 层面的厚度和间隔 (0.5 to 5mm)
多层面成像应用
? 检查胎儿脊柱,脸,大脑和心脏连续的横断面.
? 从胎儿脊柱和脸的正中矢状面获取三维容积数据
? 脑的横断面在BPD平面获得一个三维容积数据
? 心的横断面在四腔心平面获得一个三维容积数据
斜面成像 OBVTM的应用
? 检查：胎儿脊柱，颚的冠状面
? 室间隔的"平面内切面"
三维/四维形态扫描
? 面:包括唇,腭,耳,下巴
? 脑部
? 颅缝和囟门
? 脊柱
? 四肢
? 腹部
? 肋骨
? 心脏
面部
? 面部的系统性检查
? 在正中矢状切面获取3维容积
? 用多平面模式,表面成像观察面部的异常
? 唇：冠状切面和横切面
? 腭:在正中横切面获取3维容积
反转面部切面
? 在额状面(正面)检查胎儿的唇部和牙槽
? 在纵轴上胎儿面部旋转180?(反转面部技术)，用表面成像模式检查胎儿的继发腭
? 也可改变显示图标选择由"从前观察"至"从后观察"
(Campbell UOG 2004)
鼻骨
? 在脸的正中矢状面获取三维容积
? 最大模式进行三维重建成像
? 唐氏综合症胎儿单侧鼻骨缺失或发育不良
? 有20 %左右的胎儿,在11至13周, 鼻骨间有裂隙。
(Ultrasound Obstet Gynecol 2004; 2005)
脑
? 三维(阴道)超声经囟门扫描
? 在所有三个正交平面上的序贯平行切面
? 后颅窝:探头对着后囟或对着矢状缝
? '标记点 '可以评估每一平面上的任何结构或任何病理改变的准确位置(Ultrasound Obstet Gynecol 2000)
颅缝和囟门
? 经正中矢状面和横断面扫描大部分的颅缝及囟门在妊娠中后期可以看得见
? 但随着孕龄增加，图像质量下降
? 兼用腹及阴道途径提高了矢状缝的显示
(UOG 2004, PD 2004)
骨骼的三维超声
? 80-100 % 的四肢远端,肋骨,锁骨可以显示
? 四肢: 矢状切面 /其它方向,以避免伪影遮蔽
? 肋骨: 横断或冠状面,从旁边开始扫描
? 锁骨: 横断或矢状面
? 肩胛骨: 矢状面
(UOG 1998, 2000; GO Invest 2000; Cur Opin OG 2002 )
四肢
? 正中矢状面
? 三维超声通过旋转三维容积评价四肢但受限于快速运动
? 四维超声
? 马蹄内翻足,多趾,肢体挛缩,短肢畸形, 上臂缩窄,上肢淋巴管瘤和并肢畸形
(J Perinat Med 2002, 2003; UOG 2003, 2004; J Ultrasound Med 2002; Int J GO 2002; AmJOG 1996)
心脏
? 横向扫描(通过四腔心切面),可用于检查四腔心和流出道.
? 相比二维,三维胎儿心脏超声较少依赖于扫描角度，较少依赖于胎儿位置或检查者的经验.
? 三维体积储存后由专家作离线评估. (AmJOG 2003; J Ultrasound Med 1998)
心脏的容积采集
? 脊柱在背部
? 感兴趣的区域,尽量缩小
? 采集角度: 20-25 (孕中期) 或 35-40(较大胎儿)
? 采集时间:伪像与分辨率
UOG 2006
大血管的观察
? 在四腔心切面采集三维
? 平面A指向四腔心切面，沿z轴转动容积，心尖和探头的夹角是30-40 度
? 参考点放在室间隔,心尖和房室交叉点的中间
?J Matern Fetal Neonatal Med 2005
心脏: "旋转" 技术
? 在几分钟内鉴别流出道
? 获得一个容积数据,沿着X和Y轴旋转处理
? 四腔心、五腔心、三血管切面
(UOG 2004)
三维和四维超声的应用
? 当二维超声证明或怀疑胎儿畸形
? 可能存在胎儿畸形的高危妊娠
? 胎儿位置影响, 二维超声影像不理想
? 需要测量一个物体的体积
指征 (1)当二维超声证明或怀疑胎儿畸形
? 三维超声的表面成像和多平面成像格式提供了标准二维超声不可能看到的独特的图像可以协助检查胎儿
* 在大多数胎儿畸形,多平面的图像通常都比表面成像的图像对医生解释病变更有用
? (Curr Opin OG 2000, 2001, UOG 2000)
三维超声在产前诊断中的应用
? 在评估严重的畸形方面,证明是一个有用的工具
? 在103例异常中, 51 %由三维超声提供额外的信息
? 显示出二维图像没有看到的六种异常:
小颌畸形(4),神经管缺陷(1),肩胛骨发育不全(1).
Dyson et al 2000
诊断胎儿畸形: 二维与三维超声的比较
? 三维超声成像在51-64 % 的病例具有诊断优势.
? 协助诊断和评估
? 但是, 只有4 - 5 %的病例中三维超声对临床处理有影响.
? 有助产前咨询.
? 容积数据可以储存起来,以便今后的复查和参考.
Ultrasound OG 2000, Curr Opin OG 2000, 2001, Ultraschall Med 2005
颜面裂
超声鼻骨
? 單邊無鼻骨與唐氏綜合症有關
? 二維超声會誤診為有鼻骨
? 三維超声會測出來
(UOG 2004; 2005)
指征 (2)
? 可能存在胎儿畸形的高危妊娠,? 对一个正常的胎儿,三维成像较传统的二维超声能提供更有说服力的证据
Merz E, Ultraschall Med 2005
指征 (3)
? 当胎儿位置等技术因素影响, 二维超声不理想时
? 三维超声多平面成像可显示普通二维超声难显示或不能显示的平面
指征 (4)
? 当需要测量一个物体的体积时
? 普遍认同三维超声的体积计算能比二维给出更精确的结果,尤其是对不规则形状的物体
Fetal Diagn Ther 2001
肺容積
? 三維超声肺容積與肺發育不全有關
? 預后
批評三四維超声
? 很少對照研究
? 偏見
? 失敗率
? 影象質素
? 伪像
? 時間
? 憂累
克服伪像
? 最佳二维图像
?感兴趣的领域多几个容积数据并做多平面分析
?在不同角度采集额外的容积
?修改成像参数
?二维超声再次扫描
?跟进扫描
小结
? 二維是基本
? 三四維幫助評估畸形的嚴重性
? 三四維幫助陸確定正常胎兒
? 結合二維及三四維(多平面,多层面分析 )
? 多平面成像 ：唇腭,脑,四肢,脊柱, 心脏
? 表面成像模式:脸,四肢,腹壁,骨缝
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