胎儿超声滥用“三维、四维”医学名词的现状
胎儿视界三维图像案例分析
胎儿超声面部二维、三维成像技术简介
咱们宝宝有力量!胎儿视界制作的胎儿面部、胳膊、拳头的三维重建成像(图片由客户提供)
近期,胎儿视界接二连三地收到一些荒唐的咨询请求,有的孕妈传过来一张令人害怕的“贫血面容”的胎儿的面部三维照,问道:我的胎儿的眼圈咋这么黑?是不是胎儿有病?有贫血?(图一)。
图一、失真明显的胎儿面部三维成像,胎儿眼部出现“黑眼圈”外观
(图片来自客户,感谢!)
还有孕妈发过来一张令其疑惑的三维面容,问道:我的胎儿怎么是一个金鱼眼?你看,眼球都鼓出来了!真吓人!
图二、胎儿面部三维成像。A:箭头所示看起来胎儿“眼球突出”外观,令孕妈恐惧,实则为成像角度的伪像。B:胎儿斜面照,眼部曲线自然,和左侧对比鲜明(图片来自教材)
本来是先进的三维技术,却做出一幅幅令孕妈恐惧的照片,实在是让人不吐不快。我们不知道为何这些孕妈在常规的产前检查胎儿超声扫描后得到如此不堪的图像,这显然反映出目前“市场的乱象和不规范”。真正的多模式超声技术,包括二维、三维、四维、彩色多普勒等各具特色用途的技术,被滥用了,管他什么NT、大排畸,一律都冠以“四维”这种看起来“高端”的技术,连基本的“超声”二字都简化掉了。这种混乱的状况再也不能继续下去了!
鉴于近期我们接二连三地收到孕妈的关于胎儿面部图像的问题咨询,胎儿视界继续用临床数据和医学图像来解释有关胎儿的三维、四维技术,通过三维超声静态表面成像技术原理,以胎儿面部为例,进行简单介绍,以便孕妈们理解检查胎儿的三维、四维超声到底是什么回事。
三维超声静态表面成像模式
静态表面成像模式(Staticsurfacerendering)仍然是目前国内常见的三维技术方法:由于含液性结构(比如羊水)或被液体环绕结构的超声回声灰阶差别,将感兴趣区(ROI)的灰阶值予以分割,对每个被分割的反射回声部分进行轮廓构造,并采用表面拟合的方式对图像重组或重建。如此在ROI空间内形成一个大体轮廓,既表面轮廓,显示于屏幕上即为立体图像。可显示病变的位置、大小、形态、数目、表面特征及与内壁之间关系等。胎儿体表为羊水所包裹,为这一技术的实施提供了天然的条件。组织结构与液体灰阶的较大反差,使三维成像较清晰,可显示感兴趣结构立体形态、表面的回声信息与特怔、空间位置关系,能够单独提取和显示感兴趣结构,准确测量容量和体积。目前静态三维表面成像技术和实时三维表面技术均已成熟,并应用于临床实践。采用整体显像的方法,消除时间、空间因素(心动周期、胎动)的干扰所重建感兴趣区图像,称为实时三维超声,又称为四维超声,也就是动态的立体图像。
为何出现黑眼圈、金鱼眼?
正所谓成也萧何,败也萧何,胎儿面前是否有羊水及其是否足够就成了胎儿面部三维重建是否成功的重要因素之一,否则成像后易产生虚影、表面模糊和其他伪像。下图显示三种情况下的三维成像效果举例。
图三、胎儿面部三维重建前胎位、羊水及子宫壁、胎盘的毗邻关系对三维重建效果的影响
A胎儿面部有少量羊水,可以部分三维重建成像,面部某些特征的表达则会失真。在这种情况下,如果采用过滤技术,可以显示面部大部分冠状面结构,人为的过滤使得周围组织比如脐带等伪像突出,造成“金鱼眼”突出的外观,见图二。
B胎儿面部有足量羊水,胎儿面部与其他组织之间完全为羊水隔开,面部三维重建成像可以完全的操作,面部特征的表达接近真实的几何曲率。现代HDlive技术造就出“美图效果”让观者连呼惊叹。在这种情况下,甚至可以不需要过滤技术,效果极为优良,重建几秒钟后即可成像,令人震撼,见图四右侧。
C胎儿面部几乎没有羊水,且角度偏斜,如果勉强进行三维重建成像,需要进行X、Y、Z轴的调节旋转和加大过滤,所达到的效果就是失真严重,人为的过滤使得周围组织比如脐带等伪像突出,在所谓的“色彩”上显得“深暗”一些,看起来就是“黑眼圈”或“熊猫眼”面容,见图一及图四左侧。
图四、三维效果对比。左侧为伪像效果(感谢客户提供!)。右侧为优良效果,但是面部的颜色不是胎儿真正的面色,是经过处理后的看起来十分逼真有活力的胎儿效果。
临床实际扫描的二维、三维效果
在国内临床中,仍然是二维超声唱主角,三维超声偶尔客串一下配角。欧洲已将部分三维超声作为诊断用途,美国尚未开放这个权限,目前仍然以二维超声作为诊断的金标准,当然在实际临床扫描中,对于有疑问的案例,确实需要额外时间进行三维扫描、取样和重建,同时也需要时间来进行辨认和分析。对于不同的脏器采用不同的模式进行重建。无论是胎儿头部,还是躯干、肢体、内脏,其扫描在短暂的时间内,比如15分钟内完成大排畸(胎儿解剖学超声,美国一般至少需要大约70-80张图片并存盘,共计费时大约45-60分钟左右),是难以进行大量的三维重建的。所谓流行的“四维”,绝大部分是在炒作仪器设备和概念,而并非利用先进的具有三维、四维功能的来给每一位胎儿重建70-80幅具有医学意义的三维图像,在限定的时间内是难以做到的,也完全没有必要。
事实上,对于普通孕妇来说,B型和彩色多普勒超声就基本上可以完全满足胎儿大排畸的要求。对于某些有疑难的胎儿脏器,三维的功能是普通二维无法比拟的,特别是胎儿的心脏畸形、腭裂畸形等二维技术容易出现伪像的部位,多模式的三维技术则显示出巨大的优势。
图五、左侧为胎儿面部二维切面显示胎儿眼眶、下巴等轮廓,非医学人员一般不易辨认。右侧为三维面部重建,效果震撼,容易辨认。(图片来自教材)
图六、胎儿面部二维切面显示胎儿眼眶以及眼球的晶状体,如果有先天性白内障可能会显示而被发现。普通的静态表面三维重建技术反而无法检出。(图片来自教材)
图七、胎儿面部二维切面进行胎儿眼眶显像及眶距测量,测量方便快捷,作为唐氏综合症筛查的辅助项目。(图片来自教材)
图八、左侧为胎儿面部三维成像。右侧为三维面部反转技术重建,可见突出显示的眼眶,非专业人员也容易误认为是“金鱼眼”。(图片来自教材)
Summary:
临床实际操作绝大部分仍然是二维超声为金标准,部分三维技术为辅,四维是动态的三维技术,一般较少使用。在三维诊断方面,需要花费额外花费时间进行重建和分析,检查者需要良好的培训、空间想象和立体结构辨认能力。请勿动则“我预约了下周一的四维、我的四维结果…..”这种不规范的说法!繁忙的临床,一个超声师每天检查几十个孕妇,哪有那么多的时间和精力去折腾“四维”。
胎儿视界,源自于以临床数据和医学图像为准则(Lawofclinicaldataandmedicalimaging)的胎儿医学及妇产科学科普平台和团队。本篇科普应孕妈咨询要求创作,完成于年12月20日,版权所有,转发需注明来源及作者。胎儿视界以30多年的国内外临床和基础实验经验,竭诚为孕妈、备孕妈提供咨询服务。