正常中晚期妊娠胎儿脊柱和胸廓结构的三维超声成像

1、正常中晚期妊娠胎儿脊柱和胸廓结构的三维超声成像【摘要】目的探讨三维超声成像显示中晚期妊娠胎儿脊柱和胸廓结构的方法及其应用价值。方法采用Voluson 530D三维超声成像仪对30例中晚期妊娠的胎儿脊柱和胸廓进行三维超声重建。结果所有病例均能满意显示脊柱和胸廓结构的三维像，该方法不受羊水量多少的限制，重复性好，重建成功率达100%。三维超声显示胎儿脊柱和胸廓结构不受其复杂曲率变化的影响，能整体显示上述结构,清晰显示脊柱和肋骨之间的连接关系及各结构间的空间位置关系。局部放大能直观显示椎体的形态、大小和椎间隙等结构。结论三维超声成像可提供较二维超声更多的关于脊柱和胸廓的诊断信息，且成像方便、重复性好

2、，值得临床应用推广。【关键词】超声检查;像处理,计算机辅助;胎儿;脊柱;胸 Three-dimensional ultrasonography of spine and thoracic skeleton in normal second- and third-trimester fetusXU Huixiong, ZHANG Qingping, XIAO Xiantao（Department of Ultrasound, Tongji Hospital, Tongji Medical University, Wuhan 430030,China）【Abstract】ObjectiveTo e

3、valuate the method and clinical value of visualizing the fetal spine and thoracic skeleton with three-dimensional ultrasonography(3DUS).MethodsThirty fetuses in second- and third-trimester were studied by the three-dimensional imaging system of Voluson 530D. ResultsSatisfactory 3D images of the spin

4、e and thoracic skeleton were obtained in all fetuses, and the method was not affected by the amount of the amniotic fluid. 3D sonograms clearly showed the structural continuity and spatial relationship of the spine and ribs, also the vertebral bodies, spine, and ribs were identifiable on the 3D sono

5、grams.Conclusions3DUS could provides more information about fetal spine and thoracic skeleton than two-dimensional ultrasonography. 3DUS is easily performed and the success rate is up to 100%, therefore, it is deserved to popularize in clinical use.【Key words】Ultrasonography;Image processing,compute

6、r-assisted;Fetus; Spine;Thorax胎儿的脊柱和胸廓包含了复杂的曲性结构，常规二维超声难以对其进行全面观察，存在一些不足。本研究旨在探讨应用三维超声成像技术评价胎儿脊柱和胸廓的方法及其应用价值，兹将我们的初步研究结果报告如下。资 料 与 方 法一、研究对象本组30例中晚期妊娠的孕妇，孕周1840周，年龄2032岁，均为来我院门诊作产前检查的正常妊娠妇女。二、仪器及方法Voluson 530D三维超声成像仪，经腹三维容积探头。像采集及三维重建方法同文献1,2。像采集时应注意避免胎动的影响，采集过程中如出现胎动则需重新进行像采集。另外，像采集时应注意保持探头的方向与胎儿脊柱

7、的长轴方向平行;像采集前应注意调节胎儿软组织和骨性结构的对比度，使胎儿的骨性结构显示足够清晰。三维重建时主要采用灰阶阈值法，通过低通的调节滤去不必要的回声信息而保留脊柱、肋骨等较强回声信息。此外，利用三维超声多平面成像模式通过平行移动及沿X、Y、Z三个相互垂直方向上的旋转可对感兴趣的组织结构进行多角度的观察。整个过程持续约35 min。结果所有胎儿均能满意地得到脊柱和胸廓的三维像，三维超声可提供胎儿脊柱和胸廓的完整像而不受其复杂曲率变化的影响，能清晰显示脊椎和肋骨之间的连接关系及其自身的曲率变化，同时能清晰地观察到它们之间的相互空间位置关系，通过一幅像即可提供脊柱和胸廓的完整回声信息（1）。局

8、部放大能直观显示椎体的形态、大小，椎间隙也能清楚地显示（2A，2B）。利用该方法重建胎儿的脊柱和胸廓结构不受羊水量多少的限制，重建的成功率达100%，且重复性好，对同一资料进行多次三维重建其结果相同。而二维超声仅能提供上述结构的断面像，在纵断面上脊柱仅能显示为呈串珠样排列的两排结构，横向扫查时仅能显示脊柱呈“品”字形排列的三个骨化中心，不能直观显示胎儿脊柱和肋骨之间的连续关系，对肋骨的显示尤其不能令人满意（3）。尽管所有病例的三维像均较为满意，能提供较二维超声更为丰富的诊断信息，但在成像质量上仍有所区别。30例胎儿中，有24例能显示所有肋骨（每侧12根）的三维像，余6例能显示每侧810根肋骨的

9、三维像。6例能显示脊柱的全程，9例能显示全部颈椎，胸椎有24例能全部显示，腰椎有15例能全部显示，骶椎有6例能部分显示。利用多平面成像模式，通过平行移动或X、Y、Z轴方向上的旋转，将中心点分别置于椎体上、椎管内、椎弓或肋骨上，可对感兴趣结构进行多角度的观察，方便快捷地得到感兴趣区在三个相互垂直的X、Y、Z平面上的断面像，能全面评价感兴趣区与周围结构的关系（4），而不受胎儿体位等因素的影响，缩短了检查时间。上部显示整个颈椎,下部显示至腰椎,同时每一侧十二根肋骨均能显示1孕29周胎儿脊柱和胸廓的三维像2A孕31周胎儿脊柱和胸廓的二维及三维像2B局部放大后显示的同一胎儿脊柱和胸廓的三维像,胸椎的椎体

10、结构及其与肋骨之间的连接关系均清晰可见2胸椎的椎体结构及其与肋骨之间的连接关系胎儿脊柱和肋骨均显示为串珠样的结构,与1,2比较,直观性和延续性均较差3孕28周胎儿脊柱和肋骨的二维像多平面成像模式, 将中心点置于椎管内, 能从多个角度对其进行观察，并能方便得到二维超声不易获得的冠状面的回声信息。右上角为冠状面像4多平面成像模式讨论利用三维超声成像显示胎儿的体表结构（面部、四肢、外生殖器等）具有重要的临床价值，在胎儿产前诊断中发挥较大的作用，国内外已有较多相关报道。但由于受制约的因素较多（如羊水的多少、胎儿的体位和观察方向的限制、胎动的影响等），重建的成功率和重复性相对较低，在一定程度上限制了其临

11、床应用。本研究应用三维超声重建正常中晚期妊娠胎儿的脊柱和胸廓结构，成像方便，重复性好，不受羊水量多少及胎儿体位的限制，成功率达100%，为全面评价胎儿的脊柱和胸廓提供了新的手段，值得临床应用推广。获取胎儿脊柱和胸廓的详细资料对评价具有骨骼发育不全、小胸廓（常合并多处肋骨骨折）、神经管缺损等危险因素的胎儿至关重要。其他脊柱和胸廓的畸形还包括脊柱侧凸、脊柱裂、偏侧脊椎发育不全、碟形椎骨、尾侧脊椎退化综合征（骶椎和下段腰椎缺如，常合并肾、骨骼、单脐动脉等畸形）及肋骨过短、节段性肋骨缺如等异常3-5。Zelop等6对27例偏侧脊椎发育不全的胎儿进行分析，发现该病常合并肋骨畸形，而在分娩前无1例肋骨畸形

12、被发现。胎儿脊柱和胸廓的畸形常提示其他多种复杂畸形的存在或是多种先天性畸形综合征的表现，因此寻求一种有效的检测脊柱和胸廓异常的手段已是十分现实的要求。三维超声可提供上述结构的完整像，能清晰显示脊柱和肋骨本身及其相互之间的连接关系，能直观显示椎体的形态、大小及椎间隙等结构，因此有可能在此方面提供特异性的诊断信息，有助于更方便、更自信地理解胎儿脊柱和胸廓的正常解剖结构及病理形态，也有可能显示二维超声未能发现的异常，并能更完整显示各种畸形的复杂程度。三维超声多平面模式则能通过平行移动或沿X、Y、Z轴方向上的旋转迅速确定感兴趣区域，缩短检查时间，对感兴趣区进行多角度的观察，而不受胎儿体位等因素的影响。

13、尽管本研究重建成功率为100%，所有脊柱和肋骨的三维像均较满意，但在显示肋骨、脊椎的节段数等方面仍存在差异。具体分析主要有以下几方面的因素：二维像的质量常影响三维像的效果；离探头不同距离的结构由于声衰减等因素的影响使胎儿结构的一侧与另一侧显示的清晰度不同。不同孕周的胎儿显示的肋骨和脊椎的节段数有差异，中期妊娠胎儿较晚期妊娠胎儿显示的节段数更多。距离观察点深浅不一的组织结构，在进行灰阶阈值调节时，较近的脊柱或肋骨能清晰显示，而较远的脊柱和肋骨则显示欠佳。此外，沿胎儿脊柱短轴扫查时三维像清晰度较差，胎动时三维像可出现变形，但这二个因素都可以通过仔细调节或重新采集二维像资料来消除。晚近出现的动态三维

14、超声（live 3D）可动态观察胎儿在宫内的活动，也有助于消除胎动引起的三维像的变形。资助项目:湖北省教育委员会科学研究计划项目（99C069）作者单位：徐辉雄（430030武汉，同济医科大学附属同济医院超声科）张青萍（430030武汉，同济医科大学附属同济医院超声科）肖先桃（430030武汉，同济医科大学附属同济医院超声科）蔡敏（妇产科）张萍（妇产科）周玉清（430030武汉，同济医科大学附属同济医院超声科）贡雪灏（430030武汉，同济医科大学附属同济医院超声科）参考文献1，张青萍,周玉清,乐桂蓉,等. 静态结构三维超声成像临床应用研究.中华超声影像学杂志, 1998,7:3-6.2，徐辉

15、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):39-41.3，Jaffe R,Abramowicz JS. Anatomic assessment of second - and third-trimester gestations. In: Jaffe R, Abramowicz JS, eds. Manual of obstetrics & gynecologic ultrasound.Philadelphia: Lippincott-Raven, 1997.63-132.4，Nelson TR, Pretorius DH. Visualization of the fetal thoracic skeleton with three-dimensional sonography: a preliminary report. AJR, 1995, 164: 1485-1488.5，Budorick NE, Pretorius DH, Nelson TR. Sonograph