三维超声成像在肝脏疾病检查中的应用概况
作者：黄光勇
单位：黄光勇(广西玉林市妇幼保健院 玉林 537000)
关键词：超声检查；肝疾病；诊断
右江民族医学院学报0004129 中图分类号：R445.1 文献标识码：A 文章编号：1001-5817(2000)04-0649-02
近年来，三维超声成像诊断的临床应用随着计算机图像处理技术的迅速发展和相关技术的进步，其临床上的应用范围日益广泛[1～10]。作为检查诊断肝脏疾病的一种较新技术，国内外学者对此有了深入的研究，取得了重大进展，现将有关资料综述如下：
1 三维超声成像的特点
三维超声图像不但象二维超声图像一样呈现常规切面(纵、横、斜切)图像，还能够显示二维超声图像不能显示的冠状切面。能观察脏器的形态、大小、结构、质地、可以从不同方向直观地了解感兴趣区内各个结构的方位、走向及前后左右与上下关系[11]。从而扩展了超声观察病变的视野，丰富了诊断信息，并可通过在X、Y、Z三种轴向的旋转及任意切割，可动态或静态重建连续多角度多层次观察图像[8]，提取更详细的图像诊断依据。
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三维超声成像发展到目前为止，有两种显示模式[9]，即断面显示法和总体显示法(或称容积显示法)。三维超声断面显示法无需进行三维重建，主要获取二维超声不能得到的C平面(即与探头表面平行的平面)，又称冠状切面的回声信息，这一方面国内报道较少[9]。总体显示法有两种模式，即表面成像模式和透明成像模式。总体显示法国内有部分报道[7～10,12,13]。其比二维超声显像具有明显优势，对各种疾病的检查诊断更为准确可靠。
2 肝脏三维图像的采集
二维图像的采集是三维成像的第一步，也是最关键的一步[12]。对欲重建的肝脏常规进行二维超声图像检查，调整各项参数，使二维超声图像显示最佳。在获取最佳断面图像后，探头固定于体表不动，同时被检查者屏住呼吸，以免由于呼吸脏器运动而产生伪像，调整取样框的角度及容积数据库的角度获得不同大小的立体数据库，同时根据数据库的大小调节图像采集的速度，图像采集完成后，即在屏幕上出现欲重建结构的A平面、B平面及C平面断面声像图，三维超声图像采集结束，持续时间约5～10s[8]。
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3 肝脏三维图像的重建
三维超声图像采集完成后，即可进行三维图像重建，重建开始前可激活A平面、B平面或C平面，通过平行切割可显示感兴趣区的结构，将中心点置于感兴趣区，继而通过旋转X、Y或Z轴，选取最佳观察方向之后调整观察框的大小和位置，以能清晰显示感兴趣区内的结构。上述过程完毕，即能进行三维图像的重建[8]。
三维图像重建模式为表面成像模式及透明成像模式，其中透明成像模式包括最小回声模式、最大回声模式及X线模式，后几种模式可相互组合，形成混合模式[8,13]，组合百分比可通过旋钮调节。透明成像最小回声模式仅接收声束方向上最小回声信息，适合于观察肝血管等无回声结构或低回声占位病变，最大回声模式仅接收声束方向上最大回声信息，适合观察实质性脏器内强回声结构，如肝内强回声肿瘤病变，X线模式接收声束方向上所有灰阶信息总和的平均值，其成像效果类似X线平片的效果；表面成像模式接收声束方向上距离探头最近回声，适合于观察组织结构的表面信息[8]。
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重建后的三维超声图像如不满意，仍可通过X、Y或Z轴方向上旋转进行调整，此外一些后处理操作如高通、低通、增益、后处理曲线，反转及伪彩等的调节使三维图像显示更为清晰。肝脏三维图像重建技术上需注意以下几点：①扫查前应将感兴趣结构与周围结构的灰阶对比度尽量调到最大，这样才能使重建组织结构的表面轮廓显示清晰。②容积扫查时应保证二维图像的质量，因此扫查时探头应固定于体表不动，同时嘱被检者屏住呼吸，以避免由于呼吸时脏器移动产生的伪像及腹壁运动伪像。③扫查时应涂以足够的耦合剂，避免图像出现缺损，同时调整各项参数使二维图像显示最佳，清除各种可能的伪像。④感兴趣区的正确设置很重要，因为感兴趣区的设置决定了对感兴趣结构的观察方向，观察方向不同，所得到的三维图像也各不相同。
4 肝脏肿瘤检查
肝内占位性病变或二维超声发现肝内局限性异常者是肝内三维超声研究的重要课题。通过三维图像观察，获取肝内局限性异常回声的立体形态及立体声学结构，进而判断与临近组织关系及其位置，确定病变性质及程序。吴瑛报道[14]14例肝占位中，肝囊肿的三维图像效果最好，可清晰显示球体状，透视内部形态和空间位置，强回声的肝血管瘤和肝癌的三维图像重建效果逊于囊肿，但经透明度处理后仍可观察到肿块轮廓、边缘、大小、形态。曾辉等[15]对63例肝脏实质性占位病变患者根据肿瘤内部结构，周邻与血管的关系及边界回声利用三维超声成像与二维超声图像进行对比，结果：71%的三维超声图像显示肿瘤内部结构清晰于二维超声图像；65%的三维超声图像显示肿瘤周邻近与血管关系优于二维超声图像；56%的三维超声图像显示肿瘤边界和边缘状况优于二维超声图像。Wagners等亦应用二维超声与三维超声图像对比，对20例肝内占位性病变(血管瘤6例，肝癌3例，肝转移癌11例)进行分析，二维超声诊断可靠性(大小、内部结构、位置)为55%，三维超声诊断可靠性为100%[16]。Unemura Y等认为三维超声将肝内占位病变与肝血管(门静脉、肝静脉)的相互关系立体真实地显示出来，对判断血管有无挤压、变形、栓子形成，判断栓子良恶性等，选择治疗方案均有很大价值[17]，李建国等报道[18]应用彩色多普勒和三维血流能量成像检查41个肝肿瘤，原发性肝细胞癌22个肿块，大小2.0～10.5cm，其中低回声型10个，较强回声型7个，混合回声型5个。肿瘤内血流检出率100%，血流抵达瘤体中心区域者占36.4%。肝脏转移瘤18个肿块，肿瘤大小2.0～5.5cm，其中低回声型5个，较强回声型9个，等回声型4个，肿瘤内血流信号检出率44.4%。转移瘤的血流多位于肿块的外侧。转移瘤的血流信号检出率明显低于原发性肝细胞癌。认为：通过三维超声成像的观察，使肿瘤内外血流的区分更为分明清楚，尤其对鉴别肿瘤边缘部位的血流归属有重要的帮助作用。使肝内肿瘤的定位更加准确，对鉴别肝内和肝外肿瘤提供了重要依据。
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5 肝脏血管疾病检查
利用三维超声对肝内血管进行重建，三维超声与彩色多普勒流血成像及彩色多普勒能量图等技术相结合，能比较满意地显示肝脏内血管的三维图像[19]，亦可利用新近出现的透明成像法显示肝内部结构，采用透明算法实现三维重建[20]。淡化组织结构的灰阶信息，使之呈透明状，显示肝内血管树三维形成及其与周邻结构的空间位置关系。肝内血管结构，三维超声态像有以下临床用途[13,19]：①显示血管结构病变，包括血管瘤，肝内血管先天性畸形，血管扩张、狭窄或闭塞及异常血管通道等。如肝动脉瘤、门静脉血栓、门静脉癌栓等；②反映肝内血供状况：对诊断肝脏局部梗塞坏死有实用价值；③血流的异常分布，血液分流或返流，如门静脉海绵样变性、布加氏综合征时肝静脉之间的交通支形成等；④显示病变组织与血管间的空间关系：如肝囊肿可显示囊肿与周围血管间的关系，肝癌可显示癌肿与周围大血管(肝静脉、下腔静脉等)之间的关系，为术前制定手术方案提供可靠的依据；⑤对肝肿瘤定位诊断：可依据肿瘤滋养血管的立体结构判断肿瘤的大体形成和位置，多普勒能量图则有助于肿瘤滋养血管的三维重建，亦可通过对病灶进行某种伪彩标记予以显示，有助于疾病的定位诊断，为外科医师提供更直观准确的立体信息[21]。
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国内徐辉雄等报道[19]利用透明成像最小回声模式与X线模式或表面成像模式组合，以10例正常肝脏和9例异常肝脏的肝内血管进行三维超声重建，结果2例原发性肝癌的三维图像与血管间的位置关系清晰可见，清晰显示血管的内腔及其内壁结构特征，并见到癌肿周邻血管受压推挤移位。该图像可为外科医师术前选择手术路径及制定手术方案提供形态学上的直观依据。
6 肝硬化等疾病的检查
三维超声图像利用表面成像模式能显示被液体包绕的组织结构或病变，此种方法在检查肝硬化腹水患者时能显示肝脏大体形态失常，边缘锐利、表面凹凸不平，可见弥漫性隆起的小结节样改变[9]。还可见肝硬化所致的胆囊壁增厚、皱缩、呈“花边样”改变[8]，胆囊内壁结构特征也能清晰显示。腹水患者还能清晰显示漂浮于其中的肠管，发现肠管表面的细微特征，肠管有无粘连，有无纤维带附着等。对腹水性质的鉴别诊断有一定的价值[9]。肝瘀血患者可见肝脏形态饱满，边缘变钝，对于其他肝内非占位性病变导致的局限性回声异常，如局限性脂肪肝，三维超声显示可疑病变的肝组织立体形态，经多角度多方向观察，除回声稍强外，与正常组织无明显区别，临床意义不大。
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综上所述，三维超声成像应用于肝脏疾病的检查诊断尽管尚处于初步阶段，但已取得令人鼓舞的效果，已显示出良好的应用前景。相信随着相关技术的发展及医技人员的共同不懈努力，其在肝脏疾病检查诊断的应用范围必将更为扩大，最终将能进入临床实用阶段。
参考文献：
[1] Rankin RN, Fenster A, Downey DB, et al. Three-dimensional Sonographic Reconstruction: Techniques and diagnostic applications[J]. AJR，1993；16：695～701.
[2] Downey DB, Fenster A, Vasular imaging with a three-dimensnsional Power Doppler System [J]. AJR，1995；165：665～667.
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[3] Hamper UM, Trapanottov, Sheth S, et al. Three-dimensional US: Preliminary climical experience [J]. Radiology，1994；191：397～401.
[4] Nelson TR, Pretorius DH. Visualization of the fetal thoracic skeleton with three-dimensional sonography report [J]. AJR，1995；164：1485～1488.
[5] Budorik NE, Pretorius DH, Nelson TR. Sonography of the fetal spine: Techniqne, imaging findings, and clinical implications [J]. AJR，1995；164：421～428.
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[6] Steiner H, Spitzer D, Weiss-Wichert PH, et al. Three-diminsional Ultrasund in prenatal diagnosis of Skeletal dysplasia [J]. Prenalal Diagnosis，1995；15：373～377.
[7] 张青萍，周玉清，乐桂蓉，等.静态结构三维超声成像临床应用研究[J].中华超声影像学杂志，1998；7(1)：3～6.
[8] 徐辉雄，张青萍，周玉清.三维超声成像在肝胆疾病中的应用[J].中国超声医学杂志，1998；14(2)：39～41.
[9] 徐辉雄，张青萍，周玉清.静态结构三维超声表面成像技术的临床应用探讨[J].中国超声医学杂志，1999；15(4)：254～256.
[10] 从淑珍，王连生.三维超声测定膀胱肿瘤重量[J].中国超声医学杂志，1999；15(6)：463～464.
, 百拇医药
[11] 王新房.静态三维和动态三维超声成像临床应用展望[J].中国超声医学杂志，1995；11(4)：260～261.
[12] 张青萍，周玉清，乐桂蓉，等.利用最小回声透明成像对肝脏内部结构进行三维重建[J].中国超声医学杂志，1998；14(11)：6～8.
[13] 徐辉雄，张青萍，周玉清.三维超声透明成像技术的临床应用探讨[J].中国超声医学杂志，1999；15(6)：411～415.
[14] 吴瑛.腹部三维超声成像临床应用初探[J].中国医学影像技术，1996；12(2)：92～93.
[15] 曾辉，陈考岳.三维超声成像对肝脏实质性占位病变的探讨[J].中华超声影像学杂志，1996；5(6)：249～251.
[16] Wagners, Gebel M, Bleck JB, et al. Nicalapplicatiqn of three-dimensional Sonography in hepatobiliary disease [J]. Bilegebung，1994；6(2)：104.
, 百拇医药
[17] Unemuraray, Suzdki N, Okamura T, et al. Three-dimensioal images of the Liver in the peroperative period [J]. Jikeikai Medical Journal，1994；40(2)：139.
[18] 李建国，刘月洁，张万蕾，等.彩色多普勒和三维血流能量成像在肝脏肿瘤的应用[J].中国超声医学杂志，1999；15(1)：18～21.
[19] 徐辉雄，张青萍，周玉清.肝内血管结构的三维超声成像[J].中华超声影像学杂志，1999；8(2)：72～75.
[20] 胡纲，王新房.脏器三维超声图像重建的方法学[J].中国医学影像技术，1994；10(4)：239～240.
[21] 周玉清，王新房，肖先桃，等.实质性脏器内血管结构的三维超声重建[J].中国超声医学杂志，1998；14(5)：13～15.
收稿日期：1999-08-30, 百拇医药
单位：黄光勇(广西玉林市妇幼保健院 玉林 537000)
关键词：超声检查；肝疾病；诊断
右江民族医学院学报0004129 中图分类号：R445.1 文献标识码：A 文章编号：1001-5817(2000)04-0649-02
近年来，三维超声成像诊断的临床应用随着计算机图像处理技术的迅速发展和相关技术的进步，其临床上的应用范围日益广泛[1～10]。作为检查诊断肝脏疾病的一种较新技术，国内外学者对此有了深入的研究，取得了重大进展，现将有关资料综述如下：
1 三维超声成像的特点
三维超声图像不但象二维超声图像一样呈现常规切面(纵、横、斜切)图像，还能够显示二维超声图像不能显示的冠状切面。能观察脏器的形态、大小、结构、质地、可以从不同方向直观地了解感兴趣区内各个结构的方位、走向及前后左右与上下关系[11]。从而扩展了超声观察病变的视野，丰富了诊断信息，并可通过在X、Y、Z三种轴向的旋转及任意切割，可动态或静态重建连续多角度多层次观察图像[8]，提取更详细的图像诊断依据。
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三维超声成像发展到目前为止，有两种显示模式[9]，即断面显示法和总体显示法(或称容积显示法)。三维超声断面显示法无需进行三维重建，主要获取二维超声不能得到的C平面(即与探头表面平行的平面)，又称冠状切面的回声信息，这一方面国内报道较少[9]。总体显示法有两种模式，即表面成像模式和透明成像模式。总体显示法国内有部分报道[7～10,12,13]。其比二维超声显像具有明显优势，对各种疾病的检查诊断更为准确可靠。
2 肝脏三维图像的采集
二维图像的采集是三维成像的第一步，也是最关键的一步[12]。对欲重建的肝脏常规进行二维超声图像检查，调整各项参数，使二维超声图像显示最佳。在获取最佳断面图像后，探头固定于体表不动，同时被检查者屏住呼吸，以免由于呼吸脏器运动而产生伪像，调整取样框的角度及容积数据库的角度获得不同大小的立体数据库，同时根据数据库的大小调节图像采集的速度，图像采集完成后，即在屏幕上出现欲重建结构的A平面、B平面及C平面断面声像图，三维超声图像采集结束，持续时间约5～10s[8]。
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3 肝脏三维图像的重建
三维超声图像采集完成后，即可进行三维图像重建，重建开始前可激活A平面、B平面或C平面，通过平行切割可显示感兴趣区的结构，将中心点置于感兴趣区，继而通过旋转X、Y或Z轴，选取最佳观察方向之后调整观察框的大小和位置，以能清晰显示感兴趣区内的结构。上述过程完毕，即能进行三维图像的重建[8]。
三维图像重建模式为表面成像模式及透明成像模式，其中透明成像模式包括最小回声模式、最大回声模式及X线模式，后几种模式可相互组合，形成混合模式[8,13]，组合百分比可通过旋钮调节。透明成像最小回声模式仅接收声束方向上最小回声信息，适合于观察肝血管等无回声结构或低回声占位病变，最大回声模式仅接收声束方向上最大回声信息，适合观察实质性脏器内强回声结构，如肝内强回声肿瘤病变，X线模式接收声束方向上所有灰阶信息总和的平均值，其成像效果类似X线平片的效果；表面成像模式接收声束方向上距离探头最近回声，适合于观察组织结构的表面信息[8]。
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重建后的三维超声图像如不满意，仍可通过X、Y或Z轴方向上旋转进行调整，此外一些后处理操作如高通、低通、增益、后处理曲线，反转及伪彩等的调节使三维图像显示更为清晰。肝脏三维图像重建技术上需注意以下几点：①扫查前应将感兴趣结构与周围结构的灰阶对比度尽量调到最大，这样才能使重建组织结构的表面轮廓显示清晰。②容积扫查时应保证二维图像的质量，因此扫查时探头应固定于体表不动，同时嘱被检者屏住呼吸，以避免由于呼吸时脏器移动产生的伪像及腹壁运动伪像。③扫查时应涂以足够的耦合剂，避免图像出现缺损，同时调整各项参数使二维图像显示最佳，清除各种可能的伪像。④感兴趣区的正确设置很重要，因为感兴趣区的设置决定了对感兴趣结构的观察方向，观察方向不同，所得到的三维图像也各不相同。
4 肝脏肿瘤检查
肝内占位性病变或二维超声发现肝内局限性异常者是肝内三维超声研究的重要课题。通过三维图像观察，获取肝内局限性异常回声的立体形态及立体声学结构，进而判断与临近组织关系及其位置，确定病变性质及程序。吴瑛报道[14]14例肝占位中，肝囊肿的三维图像效果最好，可清晰显示球体状，透视内部形态和空间位置，强回声的肝血管瘤和肝癌的三维图像重建效果逊于囊肿，但经透明度处理后仍可观察到肿块轮廓、边缘、大小、形态。曾辉等[15]对63例肝脏实质性占位病变患者根据肿瘤内部结构，周邻与血管的关系及边界回声利用三维超声成像与二维超声图像进行对比，结果：71%的三维超声图像显示肿瘤内部结构清晰于二维超声图像；65%的三维超声图像显示肿瘤周邻近与血管关系优于二维超声图像；56%的三维超声图像显示肿瘤边界和边缘状况优于二维超声图像。Wagners等亦应用二维超声与三维超声图像对比，对20例肝内占位性病变(血管瘤6例，肝癌3例，肝转移癌11例)进行分析，二维超声诊断可靠性(大小、内部结构、位置)为55%，三维超声诊断可靠性为100%[16]。Unemura Y等认为三维超声将肝内占位病变与肝血管(门静脉、肝静脉)的相互关系立体真实地显示出来，对判断血管有无挤压、变形、栓子形成，判断栓子良恶性等，选择治疗方案均有很大价值[17]，李建国等报道[18]应用彩色多普勒和三维血流能量成像检查41个肝肿瘤，原发性肝细胞癌22个肿块，大小2.0～10.5cm，其中低回声型10个，较强回声型7个，混合回声型5个。肿瘤内血流检出率100%，血流抵达瘤体中心区域者占36.4%。肝脏转移瘤18个肿块，肿瘤大小2.0～5.5cm，其中低回声型5个，较强回声型9个，等回声型4个，肿瘤内血流信号检出率44.4%。转移瘤的血流多位于肿块的外侧。转移瘤的血流信号检出率明显低于原发性肝细胞癌。认为：通过三维超声成像的观察，使肿瘤内外血流的区分更为分明清楚，尤其对鉴别肿瘤边缘部位的血流归属有重要的帮助作用。使肝内肿瘤的定位更加准确，对鉴别肝内和肝外肿瘤提供了重要依据。
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5 肝脏血管疾病检查
利用三维超声对肝内血管进行重建，三维超声与彩色多普勒流血成像及彩色多普勒能量图等技术相结合，能比较满意地显示肝脏内血管的三维图像[19]，亦可利用新近出现的透明成像法显示肝内部结构，采用透明算法实现三维重建[20]。淡化组织结构的灰阶信息，使之呈透明状，显示肝内血管树三维形成及其与周邻结构的空间位置关系。肝内血管结构，三维超声态像有以下临床用途[13,19]：①显示血管结构病变，包括血管瘤，肝内血管先天性畸形，血管扩张、狭窄或闭塞及异常血管通道等。如肝动脉瘤、门静脉血栓、门静脉癌栓等；②反映肝内血供状况：对诊断肝脏局部梗塞坏死有实用价值；③血流的异常分布，血液分流或返流，如门静脉海绵样变性、布加氏综合征时肝静脉之间的交通支形成等；④显示病变组织与血管间的空间关系：如肝囊肿可显示囊肿与周围血管间的关系，肝癌可显示癌肿与周围大血管(肝静脉、下腔静脉等)之间的关系，为术前制定手术方案提供可靠的依据；⑤对肝肿瘤定位诊断：可依据肿瘤滋养血管的立体结构判断肿瘤的大体形成和位置，多普勒能量图则有助于肿瘤滋养血管的三维重建，亦可通过对病灶进行某种伪彩标记予以显示，有助于疾病的定位诊断，为外科医师提供更直观准确的立体信息[21]。
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国内徐辉雄等报道[19]利用透明成像最小回声模式与X线模式或表面成像模式组合，以10例正常肝脏和9例异常肝脏的肝内血管进行三维超声重建，结果2例原发性肝癌的三维图像与血管间的位置关系清晰可见，清晰显示血管的内腔及其内壁结构特征，并见到癌肿周邻血管受压推挤移位。该图像可为外科医师术前选择手术路径及制定手术方案提供形态学上的直观依据。
6 肝硬化等疾病的检查
三维超声图像利用表面成像模式能显示被液体包绕的组织结构或病变，此种方法在检查肝硬化腹水患者时能显示肝脏大体形态失常，边缘锐利、表面凹凸不平，可见弥漫性隆起的小结节样改变[9]。还可见肝硬化所致的胆囊壁增厚、皱缩、呈“花边样”改变[8]，胆囊内壁结构特征也能清晰显示。腹水患者还能清晰显示漂浮于其中的肠管，发现肠管表面的细微特征，肠管有无粘连，有无纤维带附着等。对腹水性质的鉴别诊断有一定的价值[9]。肝瘀血患者可见肝脏形态饱满，边缘变钝，对于其他肝内非占位性病变导致的局限性回声异常，如局限性脂肪肝，三维超声显示可疑病变的肝组织立体形态，经多角度多方向观察，除回声稍强外，与正常组织无明显区别，临床意义不大。
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综上所述，三维超声成像应用于肝脏疾病的检查诊断尽管尚处于初步阶段，但已取得令人鼓舞的效果，已显示出良好的应用前景。相信随着相关技术的发展及医技人员的共同不懈努力，其在肝脏疾病检查诊断的应用范围必将更为扩大，最终将能进入临床实用阶段。
参考文献：
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[13] 徐辉雄，张青萍，周玉清.三维超声透明成像技术的临床应用探讨[J].中国超声医学杂志，1999；15(6)：411～415.
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