三维及四维超声在胎儿医学中的应用

编辑导语：近年来三维超声已几乎普及到县级医院，三维超声最初起源自心脏研究，如今在胎儿的应用最为广泛。但是，三维超声的初衷是什么？大家手中的三维探头究竟起到了什么医学作用，是否都物尽其用了呢？下面的文章，让大家更全面的认识三维超声在产科中的医学作用。希望能给只会用三维超声给胎儿“照相”的超声同仁们一些启发！

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早在二十多年前三维超声就已问世，但发展较快、产科临床应用较多的时期还是在最近5～10年，这与三维超声仪器的重大改进密切相关。目前，我国很多医院均拥有了三维和（或）四维（以下简称三维）超声仪，三维超声技术用于产前检查也已经非常普遍。因此，结合本人多年经验，认为有必要进行探讨，究竟三维超声与二维超声有何不同，三维超声比二维超声好多少，到底能对产前诊断起到些什么作用。

无可否认，三维的成像与二维有很大的不同。三维图像是由多幅二维图像通过计算机重建而成，而四维图像则是三维图像的动态形式。三维不仅可能获得某些二维难以获得的平面，还可进行胎儿体表成像和体积测量、多平面断层扫查、薄层三维、动态z平面、四维超声、心脏STIC技术、血管立体结构图、血管分布百分比等。

1 三维超声在胎儿检查中的适用范围

1.1 表面结构的成像 这是三维超声最初在胎儿显像的应用。早孕期可显示整个胎儿的形态以及头颅、腹壁、四肢等；中孕期则能显示胎儿头面部、手指（脚趾）等相对细小的结构。这些表面结构的三维图像，客观逼真，一旦存在胎儿体表的畸形，如唇裂、脑膨出、脊柱裂、脐膨出、腹裂、肢体或手脚畸形，三维成像能够让孕妇及家属一目了然，让产科医生或儿科医生更结合实际情况进行咨询，方便选择下一步的处理方案。虽然三维超声对体表畸形的诊断可能并不比二维超声提供更多信息，这些体表畸形可能在二维声像图上也较容易显示，但孕妇及家属却不理解二维图像，难以想象畸形外观如何、有多严重。为了更人性化的服务，目前，也有不少医院或产院对孕妇提供“胎儿照相”；四维超声观看胎儿运动并录像，以留作纪念。三维表面成像的重要条件是感兴趣区域前方一定要有足够的羊水，而且不能被肢体、脐带等遮挡。羊水过少或晚孕期胎儿充满官腔时，三维表面成像则有较大困难。

胎儿唇裂表面三维成像

1.2 骨骼系统检查 与二维超声相比，三维超声的透明成像或最大模式成像可清晰显示骨骼系统，包括颅骨、脊柱、肋骨及四肢骨骼，这对观察骨骼的发育、有无存在畸形帮助很大。有文献报道显示，二维超声发现的长骨短小、手指短粗、异常骨骼钙化、胸廓狭小、肋骨异常、前额突出、面部异常等现象，若增加三维超声的观察，所有病例的畸形状况均可显示得更形象、清晰。有时，一些二维超声难以呈现的结构，三维超声却能显现。最常用的是脊柱三维成像，可显示从颈椎至骶尾椎整条脊柱，计算椎体椎弓的数目，计算双侧肋骨的数目，发现半椎体、脊柱侧突、肋骨缺失或融合等异常情况。还有，颅骨颅缝的检查，发现颅缝早闭，对小头畸形的诊断无疑又提高了一步。

胎儿脊柱三维超声成像-最大模式

胎儿颜面部颅骨三维超声成像-最大模式

胎儿脊柱畸形

1.3 三维重建颅脑正中矢状平面 由于胎儿在官内的位置，二维超声往往只能获取颅脑横断面。颅脑畸形的超声筛查通过胎头横断面扫查即可完成，但对某些横断面上出现的异常改变或怀疑颅脑中线结构异常，则需要在颅脑矢状平面上进行诊断。胼胝体缺失、Dandy-walker综合征是较为常见的中枢神经系统异常，临床上常常需要明确诊断或进行鉴别诊断，若不进行颅脑矢状平面的扫查，有时会给诊断带来困难。三维重建颅脑正中矢状平面能够显示透明隔、胼胝体、第三脑室、第四脑室及小脑蚓部、后颅窝等中线结构，测量小脑蚓部径线，这是二维超声难以达到的。有文献报道显示，与二维超声相比，利用三维超声诊断颅脑异常的敏感性从二维的82.7％提高到三维的93％。

胎儿正中矢状切面三维重建：
CC：胼胝体 CV：小脑蚓部 CSP：透明隔腔 3V4V：第三脑室第四脑室 AM：中脑水管

胎儿正中矢状切面三维容积对比成像

1.4 多平面断层扫查 这种三维超声形式与CT断层扫描相似，连续平行的断面图，就如慢慢平行移动探头，将检查部位从上至下或从左到右显示一遍。每幅断面图之间的距离可以调节，间隔或较宽、或较窄。连续平面可以是横切，可以是纵切，也可以是冠状切。这一技术在胎儿颅脑及心脏的检查中应用较广，如颅脑横切面或冠状切面的连续多平面检查。

胎儿脊柱三维多平面断层成像（TUI）

胎儿头部三维多平面断层成像（TUI）

1.5 胎儿面部正中矢状平面的获得 近十年来，胎儿侧面轮廓的观察越来越被重视，尤其是胎儿染色体异常的筛查和骨骼系统畸形的诊断。在正中矢状平面上，可以观察鼻骨、测量鼻骨长度、鼻长度、颌面角度、人中长度、鼻突长度、鼻前后距离、面部高度、上颌骨鼻根下颌骨角度等，但是，由于胎儿体位的缘故，有时不易获得标准的正中矢状平面，三维超声则能弥补这一缺憾。即使胎儿面部略微倾斜，通过Y轴的调节，即可获得标准正中矢状面，从而能够准确地进行各项测量，节省了等待胎儿变换体位的时间。同样，在早孕期染色体异常筛查超声时，三维可协助获得标准平面，准确显示鼻骨是否存在，也对颈项透明层（nuchal translucency，NT）的测量提供了方便，节省了时间。

1.6 胎儿上腭的三维超声成像 对于唇裂胎儿，产前往往需要评估上腭的情况，以咨询双亲。有文献报道了利用三维重建面部反观冠状平面检查胎儿上腭，发现诊断唇裂的敏感性为95％，假阳性率7.7％；上牙槽裂的敏感性为84.5％，假阳性率7.2％；硬腭裂的敏感性89.7％，假阳性率15.6％。

胎儿唇腭裂三维成像-右下角三维冠状面显示腭裂

胎儿唇腭裂三维容积对比成像重建显示上腭

1.7 胎儿体重 估计胎儿体重估计始终是产科临床的重点，涉及产科的处理，涉及新生儿的存活率。然而，胎儿体重估计的误差也始终较大，有时可达500 g以上。有人研究了三维超声测量胎儿大腿体积，通过公式估计胎儿体重。虽然该方法尚未被广泛采用开展，但却无疑是胎儿体重估计的另一条途径。

1.8 胎儿心脏时间空间成像（spatiotemporal image correlation，STIC） 这是动态的心脏三维超声成像，通过这一技术，可以获得心脏任何方向的动态切面、心脏大血管动态立体结构，观察心脏结构及畸形状态。

胎儿心脏血管三维成像

胎儿心脏彩色STIC成像

1.9 血管立体结构图及血管分布百分比 立体能量多普勒血流图可显示组织内的血管分布状态、血管吻合隋况，定量分析血流量、血管所占百分比，提供更精确的数据诊断。

胎儿脑颅底动脉环（Willis环）三维能量血管成像
能清晰立体显示大脑中动脉、大脑前动脉、大脑后动脉及交通支构成的Willis环
胎盘脐带插入口能量三维成像，显示胎盘血流分布状况

胎盘脐带插入口能量三维成像，可配合软件计算血管指数

2 、胎儿三维超声的实用性

三维超声在胎儿检查的应用范围较为广泛，有很多特点及优点。但是，三维超声是否就应该应用于每个正常胎儿、作为产前检查的常规?是否比二维超声的效果要好、是否可以取代二维超声?

2.1 三维超声的缺点 ①三维超声的最大缺点是分辨率比二维超声低，尤其是重建的z平面或表面成像。分辨率低就可能丢失一些细微结构的信息，出现漏诊、测量差错等现象。脱离二维超声的三维超声假阳性或假阴性率高。②三维取样时感兴趣区域前方不能有遮挡，如胎儿面部三维成像时，面部前方的胎儿肢体、脐带、胎盘等均可造成面部成像失败或是形象失实，如假“唇裂”、假“面部左右不对称”等。最后是否真有唇裂，还得靠二维诊断。声束角度因素所致的声学效应，在三维图像处理过程中，存在的回声增强或回声失落会影响诊断准确性。③三维取样时不能有胎动，一旦胎动，哪怕轻微的胎动，都可能出现图像扭曲，出现假象。④由于必须等待胎儿变换体位避开遮挡物、必须等待胎儿安静、检查获取的三维体积是否显示满意，因此可能检查时间较长。

2.2胎儿三维超声的临床应用

2.2.1 三维诊断优于二维诊断的领域 有些胎儿畸形，二维超声难以诊断，但三维超声优于二维超声，如颅脑中线结构的重建、全脊柱肋骨成像、体积及血流分布测量等。

2.2.2 三维成像补充二维诊断的领域 这类胎儿畸形，二维可以诊断，但增加三维超声，可使成像更直观、更完美，使不懂二维超声的人员能看懂，方便咨询患者。这类畸形有无脑儿、脑膨出、脊柱裂、唇裂、部分心脏或大血管畸形、脐膨出、腹裂、肢体畸形等。

2.2.3 三维科学研究或教学的领域 可以利用三维超声进行各种科学研究，探索胎儿发育、胎儿生理病理等的各个领域。利用三维成像教学，能使学生更容易理解。

2.2.4 无临床意义的三维超声 主要是指为孕妇拍摄胎儿三维照片以留纪念。

由此可见，三维超声离不开二维，是在二维超声的基础上的。除了科学研究及教学，目前产前超声还是以二维为主，三维、四维为辅。临床上总是先二维超声检查，二维能完成的检查，就不需要三维。一旦二维发现或怀疑存在异常，需要三维协助诊断时再根据具体情况选择不同形式的三维成像。我们不主张对三维超声进行过度的宣传，进行不切合实际的宣传，使公众及部分产科医生认为三维绝对优于二维，可以取代二维。对于进行非医疗需要的超声，国际妇产科超声学会也早有建议，即不赞成纯粹为了提供胎儿纪念相片而进行的超声。虽然目前还没有证据显示超声检查可导致人类胎儿受损，但超声涉及到胎儿暴露于一种能量的形式，仍然可能有潜在的生物学效应。

我们希望大家能清楚地认识三维超声，更好地、合理地应用三维超声技术，充分发挥其优点，把产前超声诊断做得更好。

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