三维超声成像技术的发展及临床应用成像原理

自超声技术应用于临床诊断60多年来，随着临床需求和现代电子技术尤其是计算机技术的发展，使超声影像技术，从应用初期的一维A型和M型超声成像发展到了实时灰阶二维B型超声成像，到目前的全数字能实时回放的三维超声影像系统。超声影像具有无创性，高灵敏度，应用面广，低成本和操作方便等优点，发展速度和普及程度近年已成为医学影像之首。可以预计实时三维（四维）超声成像必将成为二十一世纪医学影像系统临床应用中一项最为有效的诊断工具而造福于人类.

原理与方法

成像原理：三维超声成像分为静态三维成像和动态三维成像，动态三维成像由于把时间的因素加进去，用整体显像法重建感兴趣区域准确实时活动的三维图像（又称四维）。

1、立体几何构成法：将人体脏器假设为多个不同形态的几何组合，需要大量的几何原型，因而对于描述人体复杂结构的三维形态并不完全适合，现已很少应用。

2、表面轮廓提取法：将三维超声空间中一系列坐标点相互连接，形成若干简单直线来描述脏器的轮廓，曾用于心脏表面的三维重建。该技术所用计算机内存少，运动速度较快。缺点是：（1）需人工对脏器的组织结构勾边，既费时又受操作者主观因素的影响；（2）只能重建左、右心腔结构，不能对心瓣膜和腱索等细小结构进行三维重建；（3）不具灰阶特征，难以显示解剖细节，故未被临床采用。

3、体元模型法：是目前最为理想的动态三维超声成像技术，可对结构的所有组织信息进行重建。在体元模型法中，三维物体被划分成依次排列的小立方体，一个小立方体就是一个体元。一定数目的体元按相应的空间位置排列即可构成三维立体图像。

4、随着高档超声仪器软件的不断开发，三维成像不经过工作站可直接启动设备软件包进行三维重建或三维电影回放来完成。

成像方式：动态三维超声成像原理与静态基本相同。

1、表面成像：提取组织结构的表面灰阶信息，然后采取表面拟合的方式进行图像重组。

2、透明成像：采用透明算法实现三维重建，淡化组织结构的灰阶信息，使之呈透明显示，从而显示实质性脏器内部结构的空间位置关系。