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    三维超声在眼部疾病诊断应用中的进展

        眼球及其附属物构造规则、界面整齐、球内液体含量多,声衰减少,眼眶大部分容积被强回声的脂肪小叶占据,是超声检查的理想部位。传统A型超声或二维平面成像,图像缺乏立体感,难以重现人体立体结构。据文献报道早在1 9 6 1年三维超声概念已被首次提出,逐渐为广大医务工作者所接受并推广至临床。虽然三维C T也应用于临床,但由于超声检查具有更方便快捷、价廉、实时、可重复性好的优点,使三维超声成像(t h r e e—d i m e n s i o n a l u l t r a s o u n d3 D U S)在医学成像技术发展过程中备受关注,成为具有吸引力的科技前沿项目J。近年来国内外关于三维超声临床应用的报道多为妇产、心脏、乳腺、胆囊及泌尿外科等领域方面的研究,关于眼科三维超声研究的报道相对较少,本文对三维超声在眼科

    疾病的应用进行综述。

    一、三维超声成像原理

        三维超声成像分为静态和动态三维成像。动态三维成像是把时间因素加入成像过程,用整体显像法重建感兴趣区域。三维超声成像建立在二维成像基础之上,是一个更为复杂的成像过程。三维超声成像过程包括:图像采集、图像后处理、三维图像重建、三维图像的显示和定量测定。

        1.图像采集:目前常用三维容积探头及三维电子相控阵。三维容积探头是将超声探头和摆动机构封装在一起,操作者将此一体探头放于需检查部位,系统自动采集三维数据。三维电子相控阵能进行实时三维超声成像。由于探头扫查范围有限,不适合做一次性较大范围复合形式扫查,如对较大脏器或病变的整体成像受到限制,因此主要应用于心脏疾病的诊断。

        2.三维超声图像重建:计算机按照规律采集的分立二维图像进行空间定位及数字化处理,并将相邻切面问的空隙进行像素插补,平滑后形成一个三维立体容积数据库,显示为三维图像,目前最为理想的三维图像重建方法是体元模型法,对结构的所有信息进行重建,并能显示细微解剖结构特征。

        3.三维图像显示模式包括表面成像、透明成像,多平面成像、三维彩色血管能量重建、断层超声成像技术等。表面成像广泛用于含液体结构及被液体包绕结构的三维成像。透明成像主要用于实质性脏器的三维成像,显示实质性脏器内部结构的空间位置关系,分为最大回声模式、最小回声模式、x线模式和混合模式。最大回声模式接收声束方向最大回声信息,适于观察实质性脏器内强回声结构,如肝脏内强回声的肝癌或血管瘤、胎儿骨性结构,宫腔内高回声的子宫内膜,宫内节育器等;最小回声模式接收声束方向最小回声信息,适于观察血管、扩张的胆管等无回声或低回声病灶;X线模式接收声束方向上所有灰阶信息总和的几何平均值,其成像效果类似于X线平片效果;混合模式是最大回声模式、最小回声模式、x线平片模式的互相混合,可用于观察病变组织与周围结构的空问毗邻关系,如肝脏占位性病变内血管与周围血管空间位置关系。

        多平面成像:主要用来获得冠状面的结构信息,克服二维超声仅能对声束平行平面成像的限制,该法能为确定病变形态及毗邻提供更多的信息。三维彩色血管重建:主要适用于判断血管的走行,与周围组织的关系及对感兴趣区血流灌注的评价。断层超声显像技术(t o m o g r a p h i c u l t r a s o u n d i m a g i n gT U I)是近年来研发的新型三维超声成像模式”…,利用容积超声原理,对所采集的容积数据进行多方位断层实时成像,也能脱机分析。T U I技术能像C TM R I一样同时显示连续多个断层图像,且断层的方向是任意可调的(冠状面、矢状面、横断面和其他非标准方向的切面)

        4.三维定量测量及三维容积重建:三维超声成像测量体积首先要采集待测脏器的三维图像,然后进入三维超声体积自动测量技术界面,选择相应的旋转角度,系统自动或手动勾画不同角度脏器的边缘,重建完整的立体轮廓,通过软件后处理,即可精确计算体积H川,并能较真实的重建病变轮廓。近年新的三维超声体积自动测量技术(v i r t u a l o r g a nc o m p u t e r—a i d a n a l y s i sV O C A L)是通过选择3个不同平面中图像质量最佳的一个平面,精确勾画待测组织边界,真实还原其轮廓并测量体积。常用于测量血管内粥样硬化斑块或血栓的体积、异常血管腔的容积及肿瘤体积等。三维能量多普勒显像(t h r e ed i m e n s i o n a l c o l o r p o w e r a n g i o g r a p h y3 D—C P A)利用V O C A L功能不仅能重建肿瘤的三维图像,显示肿瘤内外血管的空间分布,而且可计算肿瘤的容积、肿瘤内彩色血管容积、血管容积指数,还可对肿瘤内血流信号的丰富程度进行定量分析。

    二、三维超声成像在眼内病变检查中的应用

    三维超声重建眼部肿瘤更加直观、立体,其所包含的信息量之大是二维超声无法比拟的“J。眼部三维超声多用于检查球内玻璃体、视网膜、脉络膜等病变和眼眶肿瘤。近年许多学者应用三维超声对眼部病变进行了一些研究,但多为眼内病变的研究。三维超声检查脉络膜黑色素瘤能重建肿瘤轮廓,其冠状切面(Z切面)及斜向切面所提供的信息有助于鉴别视网膜下积血及脉络膜黑色素瘤。脉络膜黑色素瘤具有偏中心或隐匿性纽扣征样改变;三维超声可通过定量分析肿瘤内部囊肿、坏死区域大小及肿瘤内部组织结构来评价肿瘤患者的预后,并能判断脉络膜黑色素瘤巩膜外转移。三维超声用于视网膜母细胞瘤检查,能立体显示肿瘤内钙化,脉络膜浸润和眼眶扩散,视神经冠状切面能显示肿瘤向视神经蔓延。对于脉络膜脱离,三维超声能发现视网膜脱离下方脉络膜多个侧面的情况;三维超声检查在冠状切面上显示特征性漏斗状脱离的视网膜,以及漏斗的开口,对于检眼镜观察不到的眼底部分,三维超声检查优势更加突出。对于玻璃体视网膜病变的检查,三维超声除具有二维超声对玻璃体混浊(积血、玻璃体形状混浊、玻璃体浮游物、炎性碎屑)进行很好评估,还能对玻璃体混浊进行特异性容积成像,定量、定位记录玻璃体混浊,利于随访。

    吴京红等观察裂孔性视网膜脱离时发现,三维超声突出特点是显示视网膜脱离的范围、高度,裂孔的位置、形态、大小及周围玻璃体与视网膜的空间位置关系,为寻找视网膜裂孔提供了新方法。

        王嘉健等观察脉络膜黑色素瘤发现,三维超声能清晰显示脉络膜黑色素瘤的立体形态呈球形或椭圆球形,肿瘤与视网膜、玻璃体、眼球壁的关系清晰。

        杨文利等观察3 8例眼底病变发现,视网膜脱离表面三维重建均能准确显示脱离视网膜与眼球壁回声之间关系以及视网膜脱离的范围,完全视网膜脱离在冠状切面(Z切面)上表现为环形回声,与眼球壁回声之问可见显著间隙,未完全视网膜脱离患眼冠状切面上的椭圆形回声为未脱离的视网膜牵拉所致。三维超声用于脉络膜脱离检查可以较好地显示脉络膜与眼球壁之间冠状切面,表现为多弧形带状回声,部分在赤道附近的切面可见典型的玫瑰花征;其血管三维重建可见脱离的脉络膜上有丰富的血流信号不与视网膜中央动静脉相延续,频谱分析为低速动脉型血流频谱,与睫状后短动脉的血流特征相符。汤广成等。。利用三维超声检查玻璃体带状回声发现,在二维、A型超声显示有些像视网膜脱离病变,后运动状态也有交叉现象,特别是几种眼疾病病理状态同时存在时,当通过重建图像不同方位切割,任意角度旋转,尤其观察三维图像的冠状切面辅助眼球旋转,发现病变并不与视乳头相连,从而鉴别出玻璃体病变而非视网膜脱离。朱霆等¨利用三维超声形象显示玻璃体新鲜积血时呈扁平或团形,靠近视网膜出血部位,陈旧性积血多呈不规则条索状位于玻璃体中前部;清晰显示铁质异物和木质异物(有组织包裹)的形态和位置,铁质异物有声尾,与二维所见相同;铁屑贯通伤术后能显示整个眼底情况,铁屑在眼底的擦痕和手术缝合的痕迹均清晰可见。

        王毅等的研究三维超声显示眼内肿瘤表现为向玻璃体隆起的强回声团,脉络膜黑色素瘤呈扁圆形或蘑菇状,边界清晰,隆起表面光滑,内部回声显著衰减,可继发视网膜脱离和玻璃体出血;脉络膜转移癌呈扁平形隆起,形态不规则,边界不清,隆起处表面粗糙,内部回声不均匀,继发玻璃体出血。

    三、三维超声成像在眼眶病检查中的应用

        由于眼眶充满大量的强回声脂肪组织,眼眶肿瘤的三维重建图像不如眼内肿瘤的图像立体直观,临床上主要应用的是其体积测量功能。王毅等利用三维超声测量球内脉络膜黑色素瘤及眼眶神经鞘瘤、海绵状血管瘤体积时发现,三维超声测量肿瘤体积精确,可重复性强,接近病理改变,优势非常突出。眼眶空间小,眼眶肿瘤常造成不同程度的眼眶解剖结构的改变。眼眶肿瘤血管分布复杂多样,如能清晰显示眼眶肿瘤的形态及与周围组织毗邻情况,血流灌注及与视神经的位置关系,将会为设计手术方案,优化手术入路提供依据。眼眶球后肿瘤由于以眼球作声窗,观察起来较眼眶其他部位病变直观,如能显示其与视神经的解剖毗邻,也能为术中保护视神经创造条件。

    四、三维超声在眼部放射性敷贴器治疗中的应用

         三维超声可以使眼内肿瘤治疗时敷贴器定位过程自动化,也可用于眼部敷贴器内放射性质粒的成像,治疗前后的活体测量有助于确定释放给肿瘤的放射线的剂量,治疗后肿瘤体积的测量和观察肿瘤的钙化可以评估疗效。

    五、三维超声技术在眼科应用中的优点和不足

        三维重建图像较二维能提供非常形象直观的三维立体图像,能清晰显示组织轮廓结构的立体、空间位置关系,立体显示血流灌注及来源,冠状切面(z)独特的成像特点及单独提取和显示感兴趣结构,大大弥补了二维超声信息的不足。近年新兴的断层超声成像技术及自动容积测量技术能够获得更多的检查信息,使眼部病变容积测量更加精确,这些都大大丰富了超声在眼科临床的使用价值,有助于临床对眼内及眼眶疾病的定性、定量及定位诊断、随访、评估,同时也开拓了眼科影像学检查的新思路]。不足之处为所有三维成像都基于二维图像基础,二维超声对眶深部病变显示不全,骨骼病变也不能显示,肿瘤前方眼眶骨及钙化的声影会影响组织轮廓的完整重建,此外还包括以下6方面局限:(1)系统校正不准所致的伪像;(2)阈值伪像;(3)回声失落伪像;(4)观察方向伪像;(5)帧失落伪像;(6)其他与二维及多普勒超声相关的伪像都会影响三维图像的质量。

        总之,三维超声丰富了二维超声的检查信息,与T U IV O C A L新技术联合应用不仅会拓宽超声检查领域,而且会在指导临床手术方案设计、评估眼部肿瘤疗效方面发挥越来越重要的作用。

     

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