实时三维超声心动图成象原理

屈指西风

近20年来超声心动图的发展速度令人振奋，许多新技术（包括组织多普勒，谐波显像，造影超声心动图，数字化负荷超声心动图和三维超声心动图）改变了我们对心脏疾病的诊断思维。近年来，三维超声心动图仍被认为耗时、繁琐，使其更倾向于作为一种研究而不是诊断工具而存在。晚近实时三维超声心动图的出现使三维超声应用于临床诊断/治疗评价成为可能：
一．原理
动态三维超声心动图(dynamic three-dimensional echocardiography)在采集信息时需要以平行、扇形或旋转方式改变转动换能器方向。在心脏检查过程中如用旋转法需在每一方位采集一个完整心动周期的二维图像,全方位转动180°时需要积累60～90个心动周期的二维图像,再将这1000余帧二维图像数字化存储为锥体形数据库,经计算机脱机重建而成三维图像。其缺陷之一它不是真正的实时，而是多个心动周期图象后处理的结果。二是取样费时烦琐,成像速度缓慢.三是受呼吸、心律不齐或声轴位移的干扰,常常出现伪像,影响图像的质量。
而晚近实时三维超声心动图的出现可能解决这一问题。以往二维相控阵探头由计算机控制使发射声束按相控阵方式沿ｙ轴进行方位转向形成二维图像，而实时三维超声心动图应用的是矩阵形相控阵探头，此型探头设计较之二维阵列换能器有了很大不同,换能器晶体片被纵向、横向多线均匀切割为呈矩阵型(matrix)排列的多达60×60=3600或80×80=6400个微型正方形晶片。后者由计算机控制,使发射声束按相控阵方式沿ｙ轴进行方位转向形成二维图像,再沿ｚ轴方向扇形移动进行立体仰角转向形成金字塔形数据库。而实时三维超声心动图至少需要每秒钟采集16帧图像才能成其为实时，以沿ｙ轴进行方位转向60度，沿ｚ轴方向扇形移动进行立体仰角转向为30度计，如果按以往理论换能器逐次发射和接受，则换能器每秒钟需要发射和接受60×30×16=28800次。而声波在软组织中传播速度为1500m/s，若每秒钟发射接受28800次，则此型探头的检测深度仅为2cm左右，而此深度显然不能达到临床上检查的要求。美国duke大学于1997年提出的矩阵型多方位快速扫描原理解决了这一难题,又经过美国agilent公司精心研究实时三维超声心动图最近获得成功,并于2001年6月西雅图美国超声心动图学会年会上展出，其成像原理是采用矩阵型多方位声束快速扫描探头。由于发射时采取16条声束同时并行扫描,超大量数据快速处理,发射声束脉冲的重复频率大幅度提高,三维图像的帧频亦随之增加,勿需脱机处理,成像快,失真小,免除了呼吸和位移的干扰,故能直接显示为真正的实时三维图像(real-time three-dimensional sonography),应用此法检查时探头不需移动,切面的间距均匀,取样的时相和切面的方向易于控制,快速成像,实时显示组织结构的活动时相,从理论和实际应用效果看,潜力甚大,技术性能非常先进。
二。应用
除了可实时、交互式的同时观察多个平面的图像外，实时三维超声心动图还可以定量测量心脏容量、心肌重量、收缩和/或灌注异常的心肌，此项技术拓展了其作为一种非侵入性心脏检查技术的能力，为评价心脏疾病开辟了一个无创性检查手段。


一张vsd的三维超声心动图图片：

屈指西风

广泛应用于传统m型超声心动图测量左室ef的公式是teichholtz校正公式，它是一个经验公式，是由teichholtz等提出的，主要是为了克服立方体法在长短轴之比降低时对左室容积估计过高及长短轴之比增加时对左室容积估计过低而提出的，在所有m型超声测量左室ef的公式中，teichholtz校正公式是最为准确的一种。teichholtz校正公式提出是在70年代，是与心血管造影测量左室ef进行对照后提出的一个经验公式，当年teichholtz等提出此公式时，二维超声心动图可能还没有广泛应用于m型超声采样的引导，他的具体测量方法可能是这样的：先在胸骨旁3-4肋间隙用一维m型找到最容易辨认的二尖瓣回声，然后再逐渐移动采样线到二尖瓣前后叶曲线消失，出现腱索水平回身，此时就可以测量左室径线了。目前临床超声检查时具体测量方法：在二维超声心动图引导下于标准的胸骨旁左室长轴切面或短轴二尖瓣腱索切面进行m型采样，尽量保证采样线与室间隔、后壁垂直，测量左室舒张末期内径（dd）、左室收缩末期内径（ds），然后按照如下teichholtz校正公式计算左室容积（v），就可以得到左室ef。teichholtz校正公式：v＝（7.0／2.4＋d）× d3（注：d立方）， 注意代入公式中计算时dd、ds单位均用cm，这时候计算出来的左室舒张末期容积（vd）、左室收缩末期容积（vs）的单位是ml，左室ef（％）＝（vd－vs）／vd。比较两种测量方法，其中的差异是显而易见的，然而此公式一直沿用至今，从目前各种个样超声心动图仪器上都带有此公式计算软件可见一斑。

欢迎继续讨论！

wskgmmyvtkd

呵呵，看不懂。