二维及三维超声成像在胎儿成像中的应用比较
作者：肖先桃 徐辉雄 张青萍 乐桂蓉 周玉清 许建平 蔡敏
单位：肖先桃 徐辉雄 张青萍 乐桂蓉 周玉清(同济医科大学附属同济医院 超声科)；许建平 蔡敏(妇产科，武汉 430030)
关键词：二维超声成像；三维超声成像；产科学；胎儿
同济医科大学学报000427 摘要 采用表面成像、透明成像、多平面成像模式及经腹三维容积探头对34例中、晚期妊娠的 胎儿进行二维及三维超声成像。结果发现：①在判断胎儿面部结构时，二维超声对胎儿上唇 结构的识别率较三维超声低；②二维超声仅能显示胎儿脊柱和肋骨的断面图像，而三维超声 透明成像能整体显示胎儿脊柱和肋骨结构的连续性及其连接关系；③三维超声多平面成像模 式可对感兴趣区进行多角度的观察，并能快速得到诊断所需的平面。因此认为三维超声可作 为二维超声有益的补充，从而在产科发挥较大的作用。
, 百拇医药 中图法分类号 R445.1， R714， R446.1
Comparison between Two- and Three-Dime nsional Ultrasonography of the Fetus
Xiao Xiantao Xu Huixiong Zhang Qingping et al
(Department of Ultrasound, Tongji Hospital, Tongji Medi cal University, Wuhan 430030)
Abstract To compare the clinical application value of two-dime nsional ultraso nography (2DUS) and three-dimensional ultrasonography (3DUS) in obstetrics, 34 pregnant women with 18 to 40 weeks of gestation were studied by using the 3DU S system of Voluson 530D without an external workstation. The 3DUS reconstructio n methods included surface mode, transparent mode and multiplanar mode. The resu lts showed: (1) As to the upper lip, the demonstration rate of 2DUS was 24/34 (7 0.6 %), lower than by 3DUS (32/34, 94.1%). (2) 2DUS could only display the tomograp hic images of the fetal spine and ribs. However, the transparent mode of 3DUS co uld demonstrate the spine and ribs as a coherent structure. (3) The interesting region could be viewed from various directions by using multiplanar mode, thus t he required tomography could be obtained quickly, and the scanning time could be shortened. It was considered that 3DUS had special advantages and clinical valu e over 2DUS in obstetrics and could serve as a beneficial supplement to 2DUS.
, 百拇医药
Key words two-dimensional ultrasonography; three-dime nsional ultrasonography; obstetrics; fetus; clinical study
三维超声成像自90年代中期以来，由于相关技术的进步，为其逐步进入临床实用阶段奠 定了基础。产科疾病由于其独特的生理和病理特点，尤其适于三维超声图像的建立，三维超 声成像的临床研究也多围绕其进行，目前已进入较成熟的阶段[1～4]。而国内在这 方面的工作则开展较少，仅见散在报道[5，6]。本文旨在通过二维超声及三维超声 成像在产科的应用比较，来推广这一新的诊断技术。
1 材料与方法
1.1 一般资料
本组34例胎儿，孕龄18～40周，平均27.4周。其中2例因检查出弓形体感染就诊，5例因早 孕时服用了口服抗生素就诊，4例因母亲有分娩唇裂和腭裂胎儿病史就诊，10例因二维超声 不能识别胎儿唇部结构就诊，1例因二维超声检查出胎儿水肿就诊，余皆为志愿者。
, 百拇医药
1.2 仪器装置、图像采集及三维重建
Voluson 530D三维超声成像仪，凸阵经腹三维容积探头，频率3.0/5.0 MHz。图像采集及 三维重建方法见文献[7，8]。三维重建模式采用表面成像、透明成像及多平面成像模 式。
表面成像模式用于观察胎儿的体表结构(如面部结构、肢体、外生殖器等)；透明成像模式 用于观察胎儿的脊柱、肋骨、颅骨等骨性结构；多平面模式通过三个相互垂直的平面上的平 行移动和旋转对感兴趣区的结构进行多角度的观察。
1.3 资料保存
图像采集后获得的三维容积数据保存于随机内置硬盘或用3.5寸软盘存贮，同时用录像 带及照片保存。
2 结果
34例胎儿中，共检出胎儿脑积水1例，左肾积水1例，右侧胸腔积水1例、双侧睾丸鞘膜积液1 例及胎儿水肿1例，以上5例二维超声及三维超声多平面成像模式均能作出诊断。三维超声多 平面成像模式能得到二维超声不能获取的冠状面的回声信息，并能通过平行切割及旋转对感 兴趣区进行多角度的观察。因此对上述5例胎儿畸形的观察可提供更丰富的空间位置信息。在判断胎儿面部结构时，二维超声对其中10例胎儿的上唇结构不能准确判定，识别率为24/3 4(70.6%)；而三维超声表面成像能准确判断32例胎儿上唇结构，识别率为32/34 (94.1% )。三维超声的识别率较二维超声明显增高，特别是对4例有分娩唇裂胎儿病史的孕妇进行检 查时，三维超声均有效地排除了唇裂的存在，能直观显示胎儿的眼、耳、鼻、唇等结构，明 显提高了操作者的诊断信心(图1，2)。
, http://www.100md.com
三维超声在显示脐带、四肢、胎儿外生殖器等方面也较二维图像更直观形象(图3)，可帮 助操作者更全面了解上述结构。
图1 孕27周胎儿面部三维图像，可清楚显示胎儿的眼，鼻，唇， 耳等结构及其相互间关系。同时可显示胎儿上肢，胎儿手因胎动而出现扭曲的伪像
图2 孕40周胎儿面部二维及三维图像。右下角为三维图像，左上 角，右上角，左下角分别为胎儿面部X，Y，Z轴方向上的断面图像
图3 孕20周胎儿下肢二维及三维图像。右下角为三维图像
, 百拇医药
图4 孕30周胎儿脊柱和肋骨的三维图像。右下角为三维图像
二维超声仅能显示胎儿脊柱和肋骨的断面图像，而三维超声透明成像能整体显示胎儿脊柱和 肋骨结构的连续性及其连接关系。在34例胎儿中，全部能得到满意的三维图像，图像更为形 象直观，并能通过具有定位标志的第十二肋及髂骨等，来精确判定脊柱或肋骨的具体节段， 如第几腰椎或第几根肋骨等。
三维超声多平面成像模式可对感兴趣区进行多角度的观察，并能快速得到诊断所需的平面。 同样，该模式也可用于观察胎儿体内的实质性结构(如肝脏，肾脏等)。与表面成像及透明 成像模式不同的是，该方法无需进行三维重建，而是对感兴趣区进行多个断面的观察。
3 讨论
与二维超声相比较，常规二维超声通常只对胎儿结构进行断面观察，由于胎儿体内复杂曲 率变化的影响，常需多个断面的扫查才能获得感兴趣区的完整印象，因此受操作者经验及个 体因素影响较大，对较复杂的胎儿畸形或异常难以全面判断。三维超声的出现可对胎儿体表 结构进行表面重建，能直观显示感兴趣结构的表面特征、立体形态及体表结构间的位置关系 ；利用透明成像可对胎儿体内骨性结构进行三维重建，能从整体上显示上述结构间的连续性 及相互间的位置关系；多平面成像模式能获取二维超声不能得到的冠状面的回声信息，并能 通过平行切割或旋转对感兴趣结构进行多角度的观察。以上诸方面有助于弥补二维超声成像 的不足，可作为二维超声有益的补充，在产前诊断中发挥其独特的作用[3]。
, 百拇医药
三维超声在胎儿面部的观察中有重要的临床应用价值，国外学者的研究表明，胎儿面部的 三维超声对评价唇裂(腭裂)、眼距过宽(近)、Down's综合征、Apert's综合征、下颌过 小等多种面部畸形有重要的诊断价值[1～3]。在我们的初步研究中，三维超声判断 胎儿上唇结构的准确率较二维超声明显增高。Crane[9]等的资料表明，在低危妊娠 中，二维超声诊断唇裂和腭裂的敏感性仅为30%，因此需要一种简单快捷的诊断方法能显著 提高其诊断水平。目前，国内外的一些研究证明，三维超声成像可基本达到这一目的。三维 超声表面成像还可直观显示脐带、胎儿的上下肢、外生殖器等体表结构[4]，其直 观性和空间位置关系的显示均较二维超声优越。应用三维超声透明成像显示胎儿的颅骨、脊 柱和肋骨等骨性结构，使二维超声不易观察到的囟门、颅骨缝、脊柱与肋骨间的连接关系等 能得到清晰的显示，而且该方法不受羊水量多少的限制，成功率高，为发现胎儿上述结构的 异常又提供了一种新的手段。
三维超声成像在初步的临床应用中尽管已显示出其重要的临床应用价值，但三维超声成像仍 存在局限性。三维图像的建立及分析必须以二维图像为基础，二维图像的优劣直接影响到三 维图像的质量；胎动及羊水量的多少直接影响三维图像的质量。因此，二者应互为补充，方 能在临床上发挥更为重要的作用。
, 百拇医药
肖先桃，女，1953年生，副研究员
参 考 文 献
1，Hata T， Yonehara T， Aoki S et al. Three-dimensional sonogr aphic visualization of the fetal face. AJR， 1998， 170: 481
2，Baba K， Okai T， Kozuma S et al. Fetal abnormalities: evalua tion with real-time-processible three-dimensional US - preliminary report. Radiology， 1999，211: 441
3，Nelson T R， Pretorius D H. Three-dimensional ultrasound imaging. Ultrasound Med Biol， 1998，24:1243
, 百拇医药
4，Budorick N E， Pretorius D H， Johnson D D et al. Three-dime nsional ultrasonography of the fetal distal lower extremity: normal and abnormal . J Ultrasound Med， 1998，17:649
5，徐辉雄，张青萍，乐桂蓉等. 三维超声成像在产科的临床应用价值.中华超 声影像学杂志，1999，8(6):330
6，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.中国超 声医学杂志，1999，15(6):412
7，徐辉雄，张青萍，周玉清. 肝内血管结构的三维超声成像. 中华超声影像学 杂志，1999，8(2):8
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. 中国超声医 学杂志，1998，14(12):39
9，Crane J P， LeFevre M L， Winborn R C et al. A randomized tr ial of prenatal ultrasonographic sreening: impact on the detection， management ， and outcome of anomalous fetuses. Am J Obstet Gynecol， 1994，171:392
(2000-01-20 收稿), http://www.100md.com
单位：肖先桃 徐辉雄 张青萍 乐桂蓉 周玉清(同济医科大学附属同济医院 超声科)；许建平 蔡敏(妇产科，武汉 430030)
关键词：二维超声成像；三维超声成像；产科学；胎儿
同济医科大学学报000427 摘要 采用表面成像、透明成像、多平面成像模式及经腹三维容积探头对34例中、晚期妊娠的 胎儿进行二维及三维超声成像。结果发现：①在判断胎儿面部结构时，二维超声对胎儿上唇 结构的识别率较三维超声低；②二维超声仅能显示胎儿脊柱和肋骨的断面图像，而三维超声 透明成像能整体显示胎儿脊柱和肋骨结构的连续性及其连接关系；③三维超声多平面成像模 式可对感兴趣区进行多角度的观察，并能快速得到诊断所需的平面。因此认为三维超声可作 为二维超声有益的补充，从而在产科发挥较大的作用。
, 百拇医药 中图法分类号 R445.1， R714， R446.1
Comparison between Two- and Three-Dime nsional Ultrasonography of the Fetus
Xiao Xiantao Xu Huixiong Zhang Qingping et al
(Department of Ultrasound, Tongji Hospital, Tongji Medi cal University, Wuhan 430030)
Abstract To compare the clinical application value of two-dime nsional ultraso nography (2DUS) and three-dimensional ultrasonography (3DUS) in obstetrics, 34 pregnant women with 18 to 40 weeks of gestation were studied by using the 3DU S system of Voluson 530D without an external workstation. The 3DUS reconstructio n methods included surface mode, transparent mode and multiplanar mode. The resu lts showed: (1) As to the upper lip, the demonstration rate of 2DUS was 24/34 (7 0.6 %), lower than by 3DUS (32/34, 94.1%). (2) 2DUS could only display the tomograp hic images of the fetal spine and ribs. However, the transparent mode of 3DUS co uld demonstrate the spine and ribs as a coherent structure. (3) The interesting region could be viewed from various directions by using multiplanar mode, thus t he required tomography could be obtained quickly, and the scanning time could be shortened. It was considered that 3DUS had special advantages and clinical valu e over 2DUS in obstetrics and could serve as a beneficial supplement to 2DUS.
, 百拇医药
Key words two-dimensional ultrasonography; three-dime nsional ultrasonography; obstetrics; fetus; clinical study
三维超声成像自90年代中期以来，由于相关技术的进步，为其逐步进入临床实用阶段奠 定了基础。产科疾病由于其独特的生理和病理特点，尤其适于三维超声图像的建立，三维超 声成像的临床研究也多围绕其进行，目前已进入较成熟的阶段[1～4]。而国内在这 方面的工作则开展较少，仅见散在报道[5，6]。本文旨在通过二维超声及三维超声 成像在产科的应用比较，来推广这一新的诊断技术。
1 材料与方法
1.1 一般资料
本组34例胎儿，孕龄18～40周，平均27.4周。其中2例因检查出弓形体感染就诊，5例因早 孕时服用了口服抗生素就诊，4例因母亲有分娩唇裂和腭裂胎儿病史就诊，10例因二维超声 不能识别胎儿唇部结构就诊，1例因二维超声检查出胎儿水肿就诊，余皆为志愿者。
, 百拇医药
1.2 仪器装置、图像采集及三维重建
Voluson 530D三维超声成像仪，凸阵经腹三维容积探头，频率3.0/5.0 MHz。图像采集及 三维重建方法见文献[7，8]。三维重建模式采用表面成像、透明成像及多平面成像模 式。
表面成像模式用于观察胎儿的体表结构(如面部结构、肢体、外生殖器等)；透明成像模式 用于观察胎儿的脊柱、肋骨、颅骨等骨性结构；多平面模式通过三个相互垂直的平面上的平 行移动和旋转对感兴趣区的结构进行多角度的观察。
1.3 资料保存
图像采集后获得的三维容积数据保存于随机内置硬盘或用3.5寸软盘存贮，同时用录像 带及照片保存。
2 结果
34例胎儿中，共检出胎儿脑积水1例，左肾积水1例，右侧胸腔积水1例、双侧睾丸鞘膜积液1 例及胎儿水肿1例，以上5例二维超声及三维超声多平面成像模式均能作出诊断。三维超声多 平面成像模式能得到二维超声不能获取的冠状面的回声信息，并能通过平行切割及旋转对感 兴趣区进行多角度的观察。因此对上述5例胎儿畸形的观察可提供更丰富的空间位置信息。在判断胎儿面部结构时，二维超声对其中10例胎儿的上唇结构不能准确判定，识别率为24/3 4(70.6%)；而三维超声表面成像能准确判断32例胎儿上唇结构，识别率为32/34 (94.1% )。三维超声的识别率较二维超声明显增高，特别是对4例有分娩唇裂胎儿病史的孕妇进行检 查时，三维超声均有效地排除了唇裂的存在，能直观显示胎儿的眼、耳、鼻、唇等结构，明 显提高了操作者的诊断信心(图1，2)。
, http://www.100md.com
三维超声在显示脐带、四肢、胎儿外生殖器等方面也较二维图像更直观形象(图3)，可帮 助操作者更全面了解上述结构。
图1 孕27周胎儿面部三维图像，可清楚显示胎儿的眼，鼻，唇， 耳等结构及其相互间关系。同时可显示胎儿上肢，胎儿手因胎动而出现扭曲的伪像
图2 孕40周胎儿面部二维及三维图像。右下角为三维图像，左上 角，右上角，左下角分别为胎儿面部X，Y，Z轴方向上的断面图像
图3 孕20周胎儿下肢二维及三维图像。右下角为三维图像
, 百拇医药
图4 孕30周胎儿脊柱和肋骨的三维图像。右下角为三维图像
二维超声仅能显示胎儿脊柱和肋骨的断面图像，而三维超声透明成像能整体显示胎儿脊柱和 肋骨结构的连续性及其连接关系。在34例胎儿中，全部能得到满意的三维图像，图像更为形 象直观，并能通过具有定位标志的第十二肋及髂骨等，来精确判定脊柱或肋骨的具体节段， 如第几腰椎或第几根肋骨等。
三维超声多平面成像模式可对感兴趣区进行多角度的观察，并能快速得到诊断所需的平面。 同样，该模式也可用于观察胎儿体内的实质性结构(如肝脏，肾脏等)。与表面成像及透明 成像模式不同的是，该方法无需进行三维重建，而是对感兴趣区进行多个断面的观察。
3 讨论
与二维超声相比较，常规二维超声通常只对胎儿结构进行断面观察，由于胎儿体内复杂曲 率变化的影响，常需多个断面的扫查才能获得感兴趣区的完整印象，因此受操作者经验及个 体因素影响较大，对较复杂的胎儿畸形或异常难以全面判断。三维超声的出现可对胎儿体表 结构进行表面重建，能直观显示感兴趣结构的表面特征、立体形态及体表结构间的位置关系 ；利用透明成像可对胎儿体内骨性结构进行三维重建，能从整体上显示上述结构间的连续性 及相互间的位置关系；多平面成像模式能获取二维超声不能得到的冠状面的回声信息，并能 通过平行切割或旋转对感兴趣结构进行多角度的观察。以上诸方面有助于弥补二维超声成像 的不足，可作为二维超声有益的补充，在产前诊断中发挥其独特的作用[3]。
, 百拇医药
三维超声在胎儿面部的观察中有重要的临床应用价值，国外学者的研究表明，胎儿面部的 三维超声对评价唇裂(腭裂)、眼距过宽(近)、Down's综合征、Apert's综合征、下颌过 小等多种面部畸形有重要的诊断价值[1～3]。在我们的初步研究中，三维超声判断 胎儿上唇结构的准确率较二维超声明显增高。Crane[9]等的资料表明，在低危妊娠 中，二维超声诊断唇裂和腭裂的敏感性仅为30%，因此需要一种简单快捷的诊断方法能显著 提高其诊断水平。目前，国内外的一些研究证明，三维超声成像可基本达到这一目的。三维 超声表面成像还可直观显示脐带、胎儿的上下肢、外生殖器等体表结构[4]，其直 观性和空间位置关系的显示均较二维超声优越。应用三维超声透明成像显示胎儿的颅骨、脊 柱和肋骨等骨性结构，使二维超声不易观察到的囟门、颅骨缝、脊柱与肋骨间的连接关系等 能得到清晰的显示，而且该方法不受羊水量多少的限制，成功率高，为发现胎儿上述结构的 异常又提供了一种新的手段。
三维超声成像在初步的临床应用中尽管已显示出其重要的临床应用价值，但三维超声成像仍 存在局限性。三维图像的建立及分析必须以二维图像为基础，二维图像的优劣直接影响到三 维图像的质量；胎动及羊水量的多少直接影响三维图像的质量。因此，二者应互为补充，方 能在临床上发挥更为重要的作用。
, 百拇医药
肖先桃，女，1953年生，副研究员
参 考 文 献
1，Hata T， Yonehara T， Aoki S et al. Three-dimensional sonogr aphic visualization of the fetal face. AJR， 1998， 170: 481
2，Baba K， Okai T， Kozuma S et al. Fetal abnormalities: evalua tion with real-time-processible three-dimensional US - preliminary report. Radiology， 1999，211: 441
3，Nelson T R， Pretorius D H. Three-dimensional ultrasound imaging. Ultrasound Med Biol， 1998，24:1243
, 百拇医药
4，Budorick N E， Pretorius D H， Johnson D D et al. Three-dime nsional ultrasonography of the fetal distal lower extremity: normal and abnormal . J Ultrasound Med， 1998，17:649
5，徐辉雄，张青萍，乐桂蓉等. 三维超声成像在产科的临床应用价值.中华超 声影像学杂志，1999，8(6):330
6，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.中国超 声医学杂志，1999，15(6):412
7，徐辉雄，张青萍，周玉清. 肝内血管结构的三维超声成像. 中华超声影像学 杂志，1999，8(2):8
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. 中国超声医 学杂志，1998，14(12):39
9，Crane J P， LeFevre M L， Winborn R C et al. A randomized tr ial of prenatal ultrasonographic sreening: impact on the detection， management ， and outcome of anomalous fetuses. Am J Obstet Gynecol， 1994，171:392
(2000-01-20 收稿), http://www.100md.com