4D - 3D сканиране в реално време
4D - Триизмерно сканиране в реално време. Избор на ултразвуков апарат
Въведение. Имена на режими на 3D изображения.
Основните режими на сканиране на ултразвуковото устройство позволяват да се получи акустична визуализация на плосък слой от областта на сканиране на биологична тъкан. Различни техники, които позволяват реконструирането на получените плоски слоеве в триизмерен обект, се наричат триизмерни режими на сканиране.
Вторият режим, най-интересният, има няколко имена (Live 3D, 4D, Real-time 3D и др.), което често води до концептуално объркване. Всички тези имена обаче означават един режим - показването на триизмерен обект в реално време. Тоест, този режим позволява на лекаря-оператор на ултразвуковия апарат да наблюдава триизмерен биологичен обект в динамика, което означава с минимално изкривяване, причинено от движението на изследвания обект. Този режим става много интересен за получаване на триизмерна визуализация на плода, което често се използва от медицинските центрове за търговски цели. По-нататък в текста ще използваме наименованието „4D визуализация“, тъй като именно този термин се използва най-често и улеснява на интуитивно ниво разграничаването на методологията за изграждане на триизмерно изображение. Четворката в името (4D) се използва за обозначаване на четвъртата координата – времето.
Кое устройство ще се справи по-добре с 4D изображения? Кое устройство да изберете и купите?
Всъщност сега повечето ултразвукови системи, предлагани за закупуване, имат поддръжка за 4D визуализация - както бюджетни системи, така и скъпи.експертни системи. Нека се опитаме да отговорим на въпросите: Коя система ще се справи по-добре и защо? Какво трябва да имате предвид при закупуване на система за 4D визуализация?
Факт е, че 4D визуализацията изисква значителен хардуерен капацитет на системата, а поддръжката на 4D режим от бюджетни модели е свързана с общото бързо развитие на схемите и ИТ сегмента като цяло. Отговорът е прост – високите технологии стават все по-евтини и пазарът на медицинско ултразвуково оборудване не прави изключение.
Първи съвет: Купете най-модерния ултразвуков апарат: Не е необичайно визуализацията на по-евтин, но по-нов апарат да превъзхожда тази на скъпа система от предишни години.
Система. И все пак коя е най-предпочитаната система за 4D визуализация?
Отговорът на горния въпрос ще бъде доста прост: системата, чиято честота на получените обеми в секунда ще бъде по-висока. С помощта на 4D визуализация наблюдаваме изследвания обект в динамика и колкото по-бързо се движи обектът, толкова по-висока честота на кадрите ни е необходима. Сами преценете защо днес можем успешно да използваме бюджетни системи за 4D изображения на плода и не ги приемаме за 4D изображения на сърцето? Отговорът е същият – времето. Ако наблюдаваме заседнала структура, за нас е достатъчна честота от 3-6 обема в секунда, сърца - от 24 и повече. Но не всичко зависи само от системата - важен е сензорът, използван за обемно сканиране.
Съвет втори: Обърнете внимание на характеристиките на скоростта на получаване на обемни изображения в режим на 4D изображения, в зависимост от планираните цели и задачи за използване на този режим от вас и/или вашите специалисти.
Сензори. Всички обемни сензори еднакви ли са? Кой сензор да избера?
Честотата на получените обеми в секунда не се определя само от хардуерните и технологични възможности на ултразвуковата система. Също толкова важен е използвания сензор и неговия дизайн. Има няколко вида дизайн на сензори за обемно сканиране.
Напълно механичен сензор. Днес такива сензори не се използват. Ако леко опростим описанието на принципа на работа на такъв сензор, тогава можем да кажем, че това е конвенционален двуизмерен сензор, чието движение по протежение на обекта се извършва автоматично. Това движение се извършва по цикличен начин. Такова сканиране все още може да се нарече ръчно, тъй като се различава от метода "свободна ръка" само в системата за определяне на позицията на сензора: акустична, електромеханична или електромагнитна. Когато купувате ново ултразвуково устройство, никога няма да срещнете тази архаична система, но ако купувате използвано устройство на вторичния пазар, бъдете много внимателни.
Електронно-механичен триизмерен сензор. Това е такъв сензор, който срещаме при закупуване на системи от бюджетен до експертен клас. Сензорът EMSC е "златната среда" по отношение на получаването на достатъчни обеми за секунда и цената на сензора. Електронно-механичният сензор използва традиционен масив от пиезоелектрични елементи, който механично се движи по третата координата. Решетката се намира в корпуса на сензора, напълнен със специално масло.
Теоретичните проучвания, базирани на времето за сканиране в B-режим, предполагат, че такъв сензорен дизайн може да постигне най-малко 100 слоя в секунда. Теоретично това е достатъчно, за да се използва електронно-механичен сензор във всяка област на изследване, включително кардиология.
На практика ниеимаме малко по-различна картина. Значително време се изразходва за преместване на масива от пиезоелектрични елементи по третата координата и за преобразуване на информацията. За първото е отговорен дизайнът на електронно-механичния сензор, за второто - хардуерната и технологичната мощност на устройството. Така система от експертен клас може да осигури около 40-50 малки тома в секунда, докато система от бюджетен клас може да осигури по-малко.
Матричен триизмерен сензор. Срещаме този сензор само в системи от експертен клас, причината за това е високата цена на сензора. Използването на матричен сензор позволява да се решат няколко съществени недостатъка на електромеханичното сканиране (размер на сензора, загуба на време за механично движение на пиезоелектрическия масив, "мъртва зона" на малка дълбочина (поради отражения на "шум" в корпуса на обемния сензор), липса на фокусиране на лъча по "третата ос" на сканиране). Матричният триизмерен сензор ви позволява да получите максимален брой обеми в секунда и прави възможно фокусирането на лъча във всички равнини на сканиране.
Съвет три: Обърнете внимание на дизайна на сондата: Ако планирате да използвате4D изображения за партньорска проверка в кардиологията, изберете дизайн на матрицата на сондата. Ако бюджетът е ограничен, трябва да се ръководи от факта, че за4D изобразяване на сърдечна тъкан, времето за получаване на обем трябва да бъде поне 40-50 милисекунди.
Технология. Какви допълнителни технологии и опции се използват за 4D сканиране. Кое е подходящо за вас?
Ние винаги молим нашите клиенти да определят целите на използването на 4D визуализация. 4D визуализацията отваря огромен набор от възможности за диагностична медицина, основната част от които е в равнината на експертното високо прецизно изображение.диагностика на заболявания и дефекти в най-ранните стадии на развитие. Всяка от тези технологии заслужава отделно описание и статия на нашия уебсайт. Тук просто ще оставим четвъртия съвет.
Четвърти съвет: Обърнете внимание на поддръжката на софтуерни технологии в4D визуализация. Представени са много подобни технологии и те са избрани според целите и задачите на използването на ултразвуково устройство.