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时空关联成像在胎儿心脏超声研究中的现状与进展
时空关联成像 (Spatio-temporal Image Correlation,STIC) 是近年来新问世的一种专用于胎儿心脏的动态延时三维成像技术.STIC技术可以在短时间内完成对整个胎儿心脏的扫描,将三维数据的采集与时相信息的获取结合起来,并运用多种成像模式,进行离线分析.以"准实时"的方式显示胎儿心脏的立体超声影像.不仅大大缩短了胎儿心脏扫描时间,而且比常规二维胎儿超声心动图提供了更多胎儿心脏的切面及信息.本文阐述了STIC技术的基本原理,叙述了多种胎儿心脏动态三维超声的成像模式,介绍了STIC技术在胎儿心脏诊断方面的临床应用、国内外的研究进展情况及优缺点,并总结了STIC技术应用于胎儿心脏方面的发展趋势.
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实时三维时空关联成像操作经验对检测胎儿室间隔缺损的影响
目的 探讨有或无实时三维超声时空关联成像(STIC)操作经验的医师对胎儿室间隔缺损(VSD)检出的影响.方法 选取来我院行产前超声筛查的96例可疑先天性心脏病(CHD)胎儿,由2名不同STIC操作经验的超声医师进行产前筛查.其中1名有STIC操作经验(2.5年),另1名为初学者(仅经过短时培训).记录2名医师胎儿室间隔缺损的检出例数,对检出情况进行比较.结果 96例胎儿中,2名医师共同检出的VSD病例39例,医师1单独检出的病例为3例,医师2单独检出的病例为1例.2名医师检测VSD的检出情况比较无显著差异(x2=0.25,P>0.05).结论 应用STIC检查胎儿VSD可降低对检查人员经验的依赖,与传统二维超声相比具有技术优势.
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实时三维超声STIC-TUI在正常单胎孕11+0～14+6周胎儿心脏扫查中的应用
目的 探讨实时三维超声时空关联成像-断层超声显像(STIC-TUI)早期检测胎儿心脏主要结构的应用价值.方法 应用实时三维超声STIC-TUI技术采集130例孕11+0～14+6周的正常胎儿心脏容积数据,进行离线分析.设定重现12项心脏主要结构指标,分析各项指标显示情况.另选择30例18+0～18+6孕周(为胎儿心脏结构显示佳时期的初期)的正常胎儿作为对照组.结果 130例孕11+0～14+6周和30例孕18+0～18+6周胎儿均获得容积数据.对于孕11+0～14+6周胎儿,其四腔心切面显示较为理想的有92例(70.77％).相同孕周胎儿的心脏主要结构指标的显示率不同,不同孕周胎儿的同一心脏结构指标的显示率亦不同,其中显示率高的是降主动脉切面,为91.53％.不同孕周心脏主要结构总显示率分别为48.08％、69.89％、94.74％、96.32％,心脏结构的显示率随孕周增大而提高,但孕13+0～13+6周与孕14+0～14+6周其显示率差别无显著性意义(x2 =1.38,P＞0.10).孕13+0～13+6周、孕14+0～14+6周与孕18+0～18+6周比较其心脏主要结构总显示率差别亦无显著性意义(x2分别为3.81、0.02,P均＞0.05).结论 实时三维超声STIC-TUI技术可用于显示早孕晚期及中孕早期胎儿心脏结构的扫查,为早期筛查胎儿严重先天性心脏病(FCHD)提供技术支持.
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胎儿心脏四维时空关联成像超声检查:9个切面旋转技术和远程会诊
目的 探讨时空关联成像(STIC)超声检查获取胎儿心脏9个切面的旋转技术及其与二维检查比较有无优势.方法 (1)3名超声医师分别应用二维和STIC联合多维平面重建(MPR)获取30例中晚孕期胎儿的9个心脏切面,记录采集所需时间,比较各切面的直接二维和MPR图像质量差异情况;(2)2例胎儿先天性心脏病(FCHD)的STIC容积数据试行远程会诊并比较会诊结果 .结果 (1)采用直接二维超声检查,有经验医师获取的图像质量好于经验不足医师,且所需时间少(P均 <0.01);采用STIC联合MPR检查,图像质量和所需时间(P>0.05)3名检查医师无明显差别.经验不足医师获取的个别切面的MPR图像质量好于直接二维图像;(2)2例FCHD远程会诊得到一致会诊意见.结论 应用四维STIC检查可降低对检查人员经验的依赖,减少孕妇超声检查的暴露时间,提高FCHD产前检出率.
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三维表面成像技术显示胎儿正常室间隔的探索
目的 探索表面成像(surface rendering)技术显示胎儿正常室间隔的方法及图像特征,为进一步了解室间隔的立体结构提供新手段.方法 正常中孕期胎儿51例,应用时空关联成像(spatio-temporal image correlation,STIC)获取胎儿心脏容积数据,尔后应用表面成像技术进行脱机分析,通过多方式调节形成室间隔的立体图像.结果 51例正常胎儿心脏均获得满意的容积数据,在表面成像中室间隔的左、右室面的显示率分别为92.2％ (47/51)和88.2％ (45/51),可以显示胎儿室间隔的立体结构,及室间隔与左右室流出道的位置毗邻关系,其中4例室间隔左室面膜部出现缺损伪像,6例右室面膜部出现缺损伪像.结论 表面成像技术能够直观、形象地显示胎儿室间隔形态结构及其周围的毗邻结构,为观察胎儿室间隔开辟了新视窗.
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动态正交三平面法在胎儿心脏节段分析中的应用
目的 探索动态正交三平面显示正常胎儿心脏三节段结构的操作方法,为实时三维超声诊断胎儿先天性心脏病奠定基础.方法 39例中孕期正常胎儿,利用时空关联成像(STIC)技术,在心尖四腔心切面一次性获得整个心脏的容积数据,其后脱机分析:采用动态正交三平面法,通过调节切割面和正交点位置,在A、B、C 3个相互垂直的平面上显示心脏各节段主要结构的灰阶和血流的静态与动态图像.结果 在离线状态下,通过胎儿心脏三维图像的调节,能够在动态正交三平面上分别显示胎儿心房、心室和大动脉各节段,其清晰度和信息量可以满足胎儿心脏筛查或胎儿超声心动图分析的需要.结论 掌握了动态正交三平面显像的操作方法,可在离线状态下完成正常胎儿心脏节段分析,为超声检查胎儿心脏开辟了一条新途径.
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四维超声时空关联成像纳入常规胎儿心脏筛查的可行性
目的 探讨四维超声时空关联成像技术纳入常规胎儿心脏筛查的可行性.方法 应用STIC技术获取的数据库中随机选择30例心脏结构畸形和30例心脏结构正常的胎儿作为研究对象.60例胎儿心脏经产后随访或尸解有54例获得明确诊断结果.后由4组(A、B、C、D组)不同水平的医师在不知道诊断结果的情况下对先前存盘的心脏容积数据做快速离线分析.从事产科超声检查5年及以上者定为具有产前二维超声筛查经验的高水平医师,和5年以下者定为中低水平医师；应用STIC技术1年及以上即定为STIC技术应用经验丰富.A组具有中低水平的产前二维超声筛查经验无STIC技术应用经验,B组具有中低水平产前二维超声筛查经验但有STIC技术应用经验,C组具有高水平产前二维超声筛查经验而无STIC技术应用经验,D组既有高水平产前二维超声筛查经验又有丰富的STIC技术应用经验.结果 A、B、C、D4组正确诊断率分别为:75.00％、77.78％、84.26％、87.04％;A组与B组、C组与D组、A组与C组、B组与D组比较正确诊断率均无明显差别(x2值分别为0.23、0.34、2.85、3.19,P均＞0.05);A组与D组比较有差别(x2 =5.09,P＜0.05).总正确诊断率为81.02％ (350/432).结论 STIC技术易于掌握且对医师的专业经验依赖性小,可以纳入常规胎儿先天性心脏病的筛查中.
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计算机辅助容积超声诊断在正常胎儿心脏检查中的应用
目的 探讨计算机辅助容积超声诊断(sonoVCAD)在正常胎儿心脏检查中的应用价值.方法 对120例胎儿心脏进行常规二维超声扫查及三维容积扫查,并对容积数据利用sonoVCAD软件分析,分别记录2种方法 对左室流出道、右室流出道、胃泡、腔静脉连接右房及动脉导管弓切面的显示率.结果 2种模式对左室流出道切面及胃泡切面的显示率均为100%,但sonoVCAD模式对右室流出道切面的显示率略高于普通二维模式,对腔静脉连接右房切面及动脉导管弓切面的显示率则显著高于普通二维模式.结论 利用sonoVCAD技术可自动获取胎儿心脏筛查中所需的重要切面,并在某些切面的显示率明显高于普通二维模式.通过影像采集的标准化减少了人为失误的可能性并减少了扫查时间,在临床应用中有重要价值.
关键词： 胎儿心脏 计算机辅助容积超声诊断 时空关联成像 超声断层成像 -
四维超声在胎儿先天性心脏病诊断中的应用与进展
四维超声在胎儿心脏中的应用具有多种模式,可以为临床提供更多的先天性心脏病形态结构的信息,本文就四维超声在胎儿先心病中的应用与进展作一综述.
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时空关联成像测量体外小容积模型的可行性
目的 评估时空关联成像(STIC)三种测量技术,即虚拟器官计算机辅助分析(VOCAL)、反转成像模式(Inversion)、超声自动容积测量(SonoAVC),测量小于5 ml的容积模型的准确性和可靠性.方法 制作10个不同容积的果块模型放入果冻中,形成果块-果冻对比界面,模拟心腔-心肌界面.采集STIC容积数据后,由2名测量者独立运用三种技术进行重复测量.结果 2名测量者运用不同测量技术重复测量的差异平均百分数均＜8％,变异系数(CV)均＜5％,组内相关系数(ICC)均＞0.95.SonoAVC技术测量时间显著少于另两种技术(P均＜0.025).结论 STIC三种测量技术测量小于5 ml模型的容积具有良好的一致性和准确性.
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实时三维超声:胎儿心脏成像的新视窗
三维超声包括实时三维和动态延时三维技术,有多种成像模式,包括正交三平面、超声断层显像、表面成像、透明成像、反转成像、小投影模式,恰当地应用不同的成模式,可为临床提供更多有关结构和(或)血流的诊断信息.三维图像直观,并可离线分析、远程会诊,在胎儿先天性心脏病领域,实时三维超声显示了良好的应用前景.
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三维时空关联成像的研究现状及展望
近年来三维超声广泛应用于胎儿心脏成像研究.本文对现有的三维时空关联成像技术的研究成果、临床应用的发展趋势进行综述.
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STIC技术容积数据采集技巧与图像方位标准化
目前,个人经验在容积数据的采集、存储及成像分析过程中仍占主导地位,尚未形成统一标准.本文就容积数据采集技巧与图像方位标准化作一综述.
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时空关联成像联合超声自动容积测量技术评价正常胎儿右心室功能
目的 探讨联合应用时空关联成像(STIC)及超声自动容积测量(SonoAVC)技术评价正常胎儿右心室功能的可行性及可靠性.方法 应用三维超声STIC技术采集85胎中孕期正常单胎胎儿心脏容积数据,通过SonoAVC技术测量胎儿右心室舒张末期容积(EDV)和右心室收缩末期容积(ESV),计算右心室每搏量(SV)、射血分数(EF)和右心输出量(CO);并统计分析右心室功能参数与孕周的关系.结果 SonoAVC技术可对组内所有胎儿右心室容积进行脱机自动测量,测量容积所用时间为(1.31±0.19) min.自动测量右心室容积的可重复性较好,ICC均＞0.95.胎儿右心室EDV、ESV、SV、CO均与孕周呈正相关,EF与孕周无相关性.结论 STIC联合SonoAVC技术测量胎儿右心室容积具有良好的可行性和可靠性,可作为一种评价胎儿右心室功能的新型工具.
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胎儿房室瓣畸形的三维表面成像
目的 应用三维表面成像观察胎儿房室瓣畸形的立体形态结构,分析其三维图像特征.方法 分别获取58胎中晚孕期房室瓣畸形及97胎中晚孕期正常胎儿的心脏容积数据；房室瓣畸形胎儿中,完全型或部分型房室间隔缺损26胎,单心室共同房室瓣15胎,三尖瓣下移畸形2胎,瓣膜闭锁15胎.应用表面成像模式进行成像分析,对比观察房室瓣畸形及正常胎儿房室瓣的三维图像特征.结果 ①表面成像显示房室瓣畸形胎儿瓣环与正常胎儿相比存在明显不同.②表面成像模式可显示房室瓣畸形的立体形态,如完全型房室间隔缺损时,其共同房室瓣有5个瓣叶:前、后桥瓣,左、右壁瓣以及右前上瓣,开放时呈花瓣状.结论 三维表面成像能够逼真显示胎儿房室瓣畸形时的立体形态和活动特征,弥补二维超声观察胎儿房室瓣视野不足的缺点.
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四维超声STIC技术检测中孕早期胎儿心脏畸形
目的 探讨四维超声时空关联成像(STIC)技术筛查中孕早期胎儿先天性心脏病的临床价值.方法 连续性选取70胎14～17+6周高危妊娠胎儿,先行二维超声筛查,再应用四维超声STIC技术采集胎儿心脏容积数据；由同1名超声医师采用单盲法进行分析,并将二维超声和四维超声STIC技术的诊断结果与随访结果进行比较.结果 58胎高危胎儿获得随访结果,其中心脏异常16胎,心脏正常42胎.STIC技术正确诊断率为86.21％(50/58),3胎诊断不完整,漏诊2胎,误诊3胎；二维超声正确诊断率为91.38％(53/58),1胎诊断不完整,漏诊1胎,误诊3胎；两者正确诊断率差异无统计学意义(x2 =0.78,P＞0.05).四维超声STIC联合二维超声后正确诊断率96.55％(56/58),明显高于单独应用STIC技术(x2 =3.94,P＜0.0S).结论 四维超声STIC技术可用于诊断中孕早期胎儿先天性心脏病；将其纳入胎儿心脏二维超声产前早期筛查,可提高正确诊断率.
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超声断层显像分析胎儿心脏大动脉的位置关系
目的 探讨超声断层显像(TUI)技术在分析胎儿心脏大动脉位置关系中的应用价值.方法 采用TUI法分析胎儿心脏的容积数据,在相邻的2个层面上分别显示肺动脉瓣和主动脉瓣,利用正交点标记肺动脉瓣的位置,分析主动脉瓣的相对方位.结果 12例大动脉转位中,7例合并"单心室",TUI显示其中5例主动脉瓣位于肺动脉瓣右前方,其余2例分别位于肺动脉瓣正前方和左前方;其余可显示四腔心切面的5例中,3例主动脉瓣位于右前,2例主动脉瓣分别前方合正上方.13名正常胎儿心脏,TUI均可显示主动脉瓣均位于肺动脉瓣右后方.结论 采用TUI法可以简便、准确地判断大动脉的位置关系.
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应用时间-空间关联成像技术评价正常胎儿房室瓣
目的 评价应用三维超声时间-空间关联成像( STIC)技术观察胎儿房室瓣结构、测量正常胎儿房室瓣的周长和面积、观察其随孕周的变化的可行性.方法 利用STIC技术采集176胎胎龄20～32周正常胎儿的心脏容积数据,在不同成像模式下观察胎儿房室瓣立体形态,手动测量房室瓣环的周长和面积,分析所得数值与孕周的关系.结果 ①176胎中,144胎应用STIC技术观测房室瓣成功,成功率为81.82％(144/176).二、三尖瓣的周长和面积与孕周呈正相关.从20周到32周,二尖瓣平均周长从(2.41±0.35)cm增至(3.49±0.25)cm,平均面积从(0.36±0.14)cm2增至(0.97±0.23)cm2；三尖瓣平均周长从(2.46±0.23)cm增至(3.56±0.21)cm,平均面积从(0.34±0.10)cm2增至(0.96±0.23)cm2.②与二维超声相比,STIC技术可以更好地显示房室瓣结构,瓣叶在各种模式下均可得到较好显示,瓣环、乳头肌分别在表面模式、断层显像模式下显像效果较好.结论 STIC技术评价胎儿房室瓣具有一定优势,应用价值较高.
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二维超声结合时空关联成像诊断胎儿先天性血管环
目的 探讨二维超声结合时空关联成像(STIC)诊断胎儿先天性血管环的价值.方法 对于我院接受胎儿超声心动图、可疑或明确先天性血管环的胎儿进行STIC数据采集,对产前超声诊断结果与产后新生儿超声心动图、CT及引产后胎儿尸体病理解剖结果进行对比分析.结果 二维超声心动图结合STIC共检出胎儿先天性血管环83胎,其中双主动脉弓5胎,右位主动脉弓、左位动脉导管并迷走左锁骨下动脉59胎,左位主动脉弓、左位动脉导管并迷走右锁骨下动脉19胎,漏诊1胎肺动脉吊带.84胎先天性血管环胎儿中,69胎经产后新生儿超声心动图、CT证实,2胎经尸体解剖证实,13胎失访.结论 超声心动图可用于诊断胎儿先天性血管环,STIC技术可更精确、直观地显示先天性血管环的空间位置关系.
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初学者应用超声断层成像技术显示胎儿心脏结构的探索
目的 探索超声断层成像(TUI)技术能否提高初学产科超声操作医师对胎儿心脏结构的显示率,了解该技术在胎儿心脏检查中的临床应用价值.方法 先由一名熟练的产科超声医师(a)应用二维超声对200例正常中孕期胎儿的心脏进行检查并存储图像;再由一名初学产科超声的医师(b)应用时空关联成像(STIC)技术获取胎儿心脏的容积数据,然后应用TUI程序获得心脏检查各切面并保存;后由一名超声医师(c)将同一胎儿心脏的二维图像与TUI重现的心脏各切面进行对比并根据切面图像的质量及诊断价值进行评分.结果 200例正常胎儿心脏超声检查中,185例获得满意的容积数据.应用TUI技术能够获得胎儿心脏检查所需的切面,获取四腔心、左心室流出道、右心室流出道、三血管及胃泡切面的显示率分别为100.0%、92.2%、87.8%、98.9%及100.0%.TUI法获取各切面与常规二维切面的显示率比较,差异无统计学意义(P＞0.05),符合产前超声检查的质量要求.结论 TUI技术是一种简单易学的胎儿心脏结构超声显示方法,初学者应用该技术能够显示胎儿心脏超声检查的常用切面,该技术降低了培训超声医师检查胎儿心脏的难度,有利于超声检查胎儿心脏的推广应用.
