实时三维超声心动图研究进展

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1、实时三维超声心动图研究进展中国人民解放军总医院作者：智光　2010-8-223:55:21点击：次发表评论文字大小：大中小文章号：W039525关键词 经典2010，超声心动图，进展，二维，三维，实时成像，全容积图像采集，限制，临床应用摘要随着技术进步及计算机处理能力的提升，三维超声心动图（3DE）将会越来越为人们所接受并成为一项常规的临床医疗工具。与传统的二维超声心动图(2DE)相比，3DE所提供的图像能够更加精确评价复杂的心脏解剖结构和心功能，同时也能与核磁共振相媲美。早期由于3DE的重复性等问题限制了其临床应用

2、的推广。然而，近期以上许多问题随着探头换能器和后期处理软件技术的显著改进都得以解决，而且，由于最近全新实时成像技术和全自动定量功能的发展使得3DE成为越来越普遍的常规临床检查手段。实时三维超声心动图对于心脏超声的诊断和治疗评估能力有了进一步提升。一个心动周期内的无缝、实时、全容积三维成像技术克服了当前实时三维系统获取图像需要4到7个心动周期，同时存在选图及人为干扰的局限性。在心脏病临床工作中，尤其是涉及到对于左室容量及功能的评价时，二维超声心动图是一种普遍的诊疗手段。然而，传统的2DE依赖于几何形态假设上的限制导致其

3、对于容量的定量测量存在不精确性。由于三维成像消除了几何假设的不足与成像平面的位置误差，因此能够更加精确的评价复杂的心脏解剖和功能。早期人们试图通过手动由多片面的二维图像重建获取空间示踪信息从而得到三维图像，最初这些有关左室重量和射血分数的三维图像的产生是基于二维超声的结果，它和核磁共振成像有一定可比性。尽管3DE已经出现将近二十多年，但是由于早期一些技术上的局限性影响了其广泛的临床运用，而且，由于最近全心实时成像技术和全自动定量功能的发展使得3DE成为越来越普遍的常规临床检查手段。实时三维超声心动图对于心脏超声的诊断

4、和治疗评估能力有了进一步提升。虽然心脏核磁共振成像是当前的金标准，但是该成像模式需要注射造影对比增强剂，也不适合有心脏植入装置的患者而且花费较高。1三维超声心动图的演变心脏三维超声图像采集始于1974年。随着早期3DE技术的发展，它采用的是基于二维图像的脱机连续成像技术，然而，这些技术在图像采集及后期处理方面都存在局限性：获取的图像在空间及短时分辨率上较差，当使用此类二维图像进行三维重建时较为费时，所以只能够脱机处理。最近，矩阵排列的探头已经问世。此类探头的压电晶片的排列优于二维薄片探头，能够进行锥形扫描。矩阵排列的

5、探头能够快速实时得获取三维图像，不需要花费太多时间进行脱机重建。最初的矩阵排列的探头能够获得60×60的实时三维锥形容量资料。早期探头相关的限制包括较差的图像质量，帧频较低和扫描平面较窄。新一代的探头采用全信号排列从而图像质量有明显提高。矩阵排列的全信号探头包含上千个同时有效的超声发射元件，由于计算机处理能力的提高使得快速的后期处理成为可能，这样就能够提供近乎实时容量扫描。高质量的图像几乎同时采集，这种采集系统同时提供几种图像模式，包括多平面（双平面和三平面），实时三维，三维局部，全容积和三维彩色多普勒。然而，对于通

6、过一定数量的心电图门控而获取的亚容积三维图像系统中，后两种图像模式被认为对于是最主要的限制。至少4～7个R波相关门控的心动周期的图像采集对于房室腔的可视及定量已经足够，也就能够得到全心的三维图像（见图1）。三维彩色多普勒对于评价瓣膜返流相当有效。在三维彩色多普勒模式下，获取到的是心脏的一小部分资料，这需要连续7个心动周期的记录。为了便于观看和分析，图像可以通过矩形平面或多短轴平面予以展示。实时三维图像也能够通过各种角度进行观察，极大的利于心脏超声的诊疗工作。除了需要耗费时间的脱机后期资料处理以外，早期的三维系统依赖于

7、手动评估的定量评价心功能。此过程操作性差，需要一定的经验和训练。通过现有软件程序对于三维资料的分析已经得到验证。这些软件程序不仅直接定量分析心脏容量和质量，射血分数和收缩的不同步性，而且评估静息和负荷时的局部室壁运动。后期处理软件的另一项进步就是加入了边界探测法，通过对心内膜的探测能够半自动的分析左室而无需进行几何假设。硬件能力的提升使得能够储存更大的资料。与早期技术相比，探头的改善和计算机软硬件的提升使得我们能在较短的时间增加更大的工作量。2目前实时三维超声心动图临床适应征目前实时三维超声心动图能够提供全心的近似实

8、时容积图像便于心腔解剖和功能的评价，包括心肌运动同步性，瓣膜病和先心病等。3左室功能评估左室评估是心脏超声心动图最普遍和重要的临床适应症。一系列的临床研究显示实时三维超声心动图对左室评估结果的精确性和重复性同当前的金标准核磁共振成像具有一致性。RT3DE也可用于评估左室功能。传统上，左室射血分数的评估是通过视觉图像的判读来进行估测的，其来源于二