（一）在心脏方面的应用
心脏是不规则脏器，当发生先天性畸形时其内部结构更为错综复杂。应用二维超声心动图（two-dimensional echocardiography，2DE）诊断心脏病往往依赖于检查者的扫描手法、经验和空间想象的有效结合，对异常结构及其空间关系的判断有一定的局限性。三维超声心动图（three-dimensional echocardiography，3DE）可以提供心脏的三维空间图像，是观察其内部结构和空间关系的理想方法。
1．对心脏异常结构的研究
（1）房间隔缺损、室间隔缺损：3DE对房间隔及室间隔缺损的诊断价值的研究在1993年便开始进行，此后的大量研究果表明3DE能较2DE更好的反映缺损的大小、形态、位置、延伸状态以及与周围组织的关系（图3-12）。Frank等用3DE测量房间隔缺损的直径与面积及房间隔缺损边缘与心房内各标志性结构的距离，将测量结果与手术测量的结果进行了对照，发现在两者间存在良好的相关性。
图3-12 3DE左室和右室面观膜周部室间隔缺损
Ao：主动脉；LA：左房，LV：左室；NCC：无冠窦；RCC：右冠窦；VSD：室间隔缺损；aTVL：三尖瓣前叶；CS：冠状静脉窦；RV：右室
（2）其他心脏畸形和病变：Salustri等采用经胸探头旋转扫描方法重建了33例成人先天性心脏病的三维图像，其中包括：法洛四联症、大动脉转位、永存动脉干、三尖瓣下移畸形等各种心脏畸形。Dall Agata等对25例患者的47处心室流出道病变进行三维重建，观察结果显示3DE不但能够准确的显示左室流出道、右室流出道中的病变，而且所能够显示的非标准切面更有利于判断病变的范围及严重程度。所有这些研究中，研究者均强调3DE能够模拟外科手术视角，较大的便利了对病情的评价和医师之间的交流。
（3）瓣膜疾病：由于瓣膜及其附属装置在空间结构上的复杂性以及形态与功能的密切关系，对瓣膜病的研究成为3DE研究的重要内容。Cheng等应用3DE重建二尖瓣脱垂患者的二尖瓣装置，发现二尖瓣脱垂在体元模型的3DE中的特征性表现为：从心房俯视角中，收缩期脱垂的二尖瓣凸向左房呈圆形节结。Alessandro等比较了2DE与3DE在评价二尖瓣形态特征中的价值，认为在观察瓣膜活动度、瓣膜结合部、瓣口及瓣膜与其他结构的关系方面3DE优于2DE，而在观察瓣厚度、瓣环及瓣下装置方面不及2DE。此外，在二尖瓣降落伞畸形、二尖瓣双口畸形、二尖瓣裂缺、三尖瓣闭锁等病变均已有获得满意三维重建图像的报道。Kupferwasser将3DE方法测量的二尖瓣狭窄瓣口面积与传统的2DE平面法、多普勒压力降半时间法以及心导管格林公式法进行比较，发现各方法间相关性较好，3DE方法较2DE测量结果更接近有创检查结果。
2．准确测量心内参数
（1）心腔容积：3DE测定心室容积不受心脏几何形态的影响，也不对心室腔做任何的几何学假设，所测心腔的超声心动图立体形态与实际形态一致，因此其测量结果更为精确。GOpal应用3DE测量左室容量并与磁共振成像进行比较，结果显示3DE与磁共振成像的左室舒张末期容积和收缩末期容积呈显著相关，r分别为0．92和0．81，并且明显优于二维超声心动图，后者与磁共振成像左室舒张末期容积和收缩末期容积的相关系数r分别为0．48和0．70。新的3DE软件功能的开发也将使不规则型的右心室容积的测量成为可能。
（2）心功能的测定：实时三维超声心动图测量心腔容积不依赖于心室的几何形态，并且可以根据容积变化曲线分析不同时相的收缩、舒张功能的变化，因此是一种更为准确、有效的心功能无创性检测方法。有人测定了正常人（30例）和不同患者（冠心病患者15例，高血压患者16例）由容积时间曲线估测的各项性能指标，用磁共振法作为对照，结果表明：在正常组两种方法无明显差别，患者组舒张功能明显的受损，两种方法测值明显相关；但三维扫描时间明显地比磁共振短（2min vs 10min）。实时三维超声心动图在定量测量心功能时与二维超声心动图一样，需注意胸、肋骨和肺部气体的影响。
（3）心肌重量的测定：左室心肌重量是预测心脏事件的独立指标，对心脏疾病状态的判断、预后分析及治疗选择均有重要意义。为评价3DE对心肌重量评价的准确性，国内外学者做了大量的研究。张运等和De Castro等研究结果表明3DE显示的梗死心肌重量与解剖学结果、MRI造影结果有较好的相关性。近年来，利用造影剂增强显像并用3DE观察的研究日益受到关注。JaroSlaw D等在8头实验猪结扎LAD或LCX后注射造影剂显示缺血区心肌灌注缺损，三维超声心动图显示的灌注缺损心肌重量与实际缺血心肌重量高度相关（y＝0．91x＋2．3g，r＝0．95）。证明3DMCE能准确定量诊断心肌梗死、心肌缺血范围及重量。
3．室壁节段运动分析 实时三维超声心动图另一个显著特点是能够准确地分析室壁节段运动变化规律。通过采集的金字塔型图像以及计算机软件的自动分区，实时三维超声心动图能够分别提供左室壁17个节段的运动信息（图3-13），对于冠状动脉病变所致的室壁节段性运动异常的检测具有重要的价值。此外，3DE对室壁瘤的形态、大小及运动状态也可以作出准确的判断，为外科手术治疗提供依据。应用实时三维超声心动图对左室壁各个节段容积变化曲线时相的分析还可对左心室收缩、舒张运动的同步性进行检测，对顽固性心力衰竭的诊治和心脏再同步化治疗具有潜在的指导意义。
图3-13 3DE重建的左室立体构像图（见彩图2）
图上部和右下方显示重建的左室立体构像图及其17个节段，下方曲线分别为17个节段随心动周期变化的曲线
（二）在小器官及腹部等静止脏器中的应用
“静态”器官，如肝、胆、眼睛、膀胱、前列腺、胎儿的面部、肢体和甲状腺等，无须高速实时扫描，因此三维超声成像在腹部及小器官等静止脏器上应用最早并得到了广泛的应用。
1．消化系统疾病 三维超声对于肝脏、脾脏内占位性病变的边界、内部空间结构以及与相邻血管的关系的显示均明显优于二维超声。彩色多普勒血流三维成像技术则可以清晰地显示肝静脉、门静脉系统的交错状况，肿瘤患者肝内血管树增生情况。对于胆囊内占位性病变，由于有良好的对比度可以清楚、直观显示肿瘤的附着部位、局部浸润程度、肿物的大小以及与胆囊颈口的毗邻关系等。
2．泌尿系统疾病 对于肾脏囊、实性肿物，三维超声能清楚显示其内部形态结构，并对肾脏肿物的血供、与肾脏集合系统的关系作出判断。经直肠三维超声观察前列腺，对前列腺的立体结构做出直观的显示，如前列腺肥大、结石、前列腺占位病变的部位、大小、形态及与周围结构的关系，并能剖切图像从不同切面进行观察。三维超声在显示膀胱内肿瘤及结石的部位、大小、数目及肿瘤与输尿管开口的关系方面比二维超声具有明显的优势。
3．产科 三维超声大量应用在产科对于早期发现胎儿先天性畸形具有极大的作用。如果羊水量足够，应用表面成像可以清晰地显示胎儿面部、躯体、肢体等表面形态，发现二维超声不易发现的畸形，如兔唇、短肢、断指等。利用透明成像还可以发现胎儿的骨骼畸形，如椎体缺如等，免除X射线的辐照。
4．颈动脉及脑 颈动脉三维超声重建能详细地显示颈动脉粥样硬化程度，如斑块的部位、质地、附着关系，颈动脉狭窄的情况等。术中颅脑肿瘤三维超声重建可准确显示出肿瘤的大小、范围、空间关系。脑积水脑室的三维超声重建，不仅能判定阻塞的部位、脑室内有无异常肿块，还可以对积水的程度做出分级，并且能够准确指引穿刺活检及脑室引流的进针方向和深度。
5．眼球及眶内病变 三维超声成像能清楚地显示玻璃体内条状及斑片状及实体病变，如视网膜剥离、玻璃体内机化物、脉络膜病变、晶状体后脱位、球内及球后肿瘤等。对于视网膜脱离，三维超声不仅直观显示网膜剥离的起止部位、大小范围，而且能显示出视网膜破口的形状、数目。吴京红使用加拿大Ophthalmic Technologics公司的3Di-SCAN系统、10MHz探头对32例（34眼）裂孔源性视网膜脱离患者进行检查，三维超声成像清晰地显示32例（34眼）脱离的视网膜的立体结构及14例（14眼）视网膜裂孔，8例显示裂孔周围视网膜裂孔盖，8例马蹄形裂孔有5例显示了玻璃体牵拉。
（三）封堵介入治疗
应用三维超声对超声引导下的囊肿介入治疗、肿瘤介入治疗以及引流置管等穿刺针和管道的空间定位方面也具有比二维超声明显的优势，有利于提高介入治疗的成功率和减少并发症的发生。
随着Amplatzer封堵器的临床应用，房间隔缺损、室间隔缺损等常见先天性心脏已部分为介入性治疗所取代。三维超声心动图在空间结构及其毗邻关系的辨认方面比二维超声心动图具有明显的优越性，对于术前病例的选择具有一定的帮助。
（张 军 朱 霆）
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