軟硬件結(jié)合實現(xiàn)成熟的3D/4D超聲影像

　　摘要：盡管高效的三維和四維(3D/4D)超聲影像技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用多年，但是仍未在常規(guī)臨床實踐中普及。這一現(xiàn)象將在2013年有所改觀，眾多關(guān)鍵性趨勢預(yù)期將推動該項技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

　　隨著臨床醫(yī)師需求的增長、多年臨床證據(jù)的積累以及硬件升級需求/進步的提升，3D/4D技術(shù)將無疑會在2013年獲得長足發(fā)展，成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，幫助實現(xiàn)更為準(zhǔn)確、有效的實時診斷。

　　內(nèi)科醫(yī)師需要超聲影像提供更確切的信息，而3D/4D超聲影像能夠發(fā)揮這一重要作用，因為2D檢查可能無法獲得較為完整的解剖數(shù)據(jù)，而3D/4D超聲影像則降低了這一風(fēng)險。通過3D技術(shù)僅需一次掃描即可為多種臨床應(yīng)用提供完整的解剖數(shù)據(jù)。隨著臨床證據(jù)逐步證明3D/4D技術(shù)的質(zhì)量可靠，臨床醫(yī)師將更加有可能采用該技術(shù)。

　　摩爾定律

　　十年前，標(biāo)準(zhǔn)影像設(shè)備無法支持軟件的最新發(fā)展。基于復(fù)雜算法的新影像技術(shù)不得不與所依賴的硬件的發(fā)展同步。由于從2002年起標(biāo)準(zhǔn)硬件的巨大進步，許多影像設(shè)備僅需更換軟件即可升級。有鑒于此，許多醫(yī)療設(shè)備制造商無需大量的投資或繁瑣的硬件升級安裝，即可利用最新的影像進步成果，并且可以與獨立開發(fā)商合作改造現(xiàn)有工具。

　　摩爾定律以英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登•E•摩爾命名，其內(nèi)容為每隔18個月左右集成電路的處理能力將提升一倍。根據(jù)目前維基百科中摩爾定律的條目，“摩爾定律描述了20世紀(jì)后期和21世紀(jì)初期的技術(shù)和社會變革的推動力。”例如，多核GPU和其他強大硬件的激增。該特定進步實現(xiàn)了以前無法實現(xiàn)的大量圖像處理操作，開創(chuàng)了醫(yī)療圖像處理的新紀(jì)元。與我們曾經(jīng)認為最先進的2D濾波相比，現(xiàn)在的3D超聲圖像容量的實時自適應(yīng)濾波將提供更優(yōu)秀的圖像質(zhì)量。通過先進的3D渲染軟件，臨床醫(yī)師可以生成父母喜歡的“娃娃臉”圖像，揭開了醫(yī)療影像史和家庭相冊的新篇章。

　　由于二維技術(shù)到目前為止已經(jīng)非常成功，放射線學(xué)者總體上滿足于2D超聲技術(shù)，此外他們不確定應(yīng)用3D/4D技術(shù)是否利大于弊。目前，3D技術(shù)已經(jīng)可以用于日常實驗，真正的風(fēng)險則是臨床醫(yī)師在使用2D技術(shù)可能會遺漏某些信息。托馬斯杰弗遜大學(xué)的Goldberg、Forsberg和Lev-Toaff等人的研究表明3D采集以及3D圖像增強已經(jīng)在統(tǒng)計學(xué)上取得了顯著進步。

　　3D/4D技術(shù)可以更清晰地顯示器官和病灶的大小、位置、形狀和形態(tài)，勾勒出它們的輪廓，從而改善診斷和治療。Benacerraf博士談到：“立體超聲包含所有可用的信息，我們可以顯示任何平面中的圖像。”配合自適應(yīng)3D圖像增強，我們可以進一步增強立體超聲中的信息。3D超聲的識別、定位和立體定量提高了診斷質(zhì)量和測量精度，這是2D超聲望塵莫及的。正如Benacerraf博士所說：“在探索信息顯示途徑的道路上，我們才剛剛起步。”

　　通過3D超聲影像，可以看到器官和深層嵌入結(jié)構(gòu)的真正位置和方向。顯著的臨床收益使臨床醫(yī)師能夠更快地獲取更準(zhǔn)確的信息。Tutschek教授談到：“立體3D技術(shù)可以實現(xiàn)理想的檢查環(huán)境，實現(xiàn)每個點在兩個或三個正交平面中的相互關(guān)系的分析和研究。”

　　大部分放射學(xué)醫(yī)師已經(jīng)接受過2D技術(shù)培訓(xùn)，并且由于過去缺乏3D/4D的臨床證據(jù)，這使臨床醫(yī)師產(chǎn)生偏見，導(dǎo)致對技術(shù)改進的需求較低。但是，通過3D采集，通過一次掃描能夠獲得整個解剖數(shù)據(jù)，且能滿足大多數(shù)的臨床應(yīng)用。從而幫助實現(xiàn)更快速的診斷，激發(fā)了應(yīng)用的需求。

　　Benacerraf博士展示了快速采集足以重建三個正交平面，并顯示每個所需方向的體腔。3 此外，3D掃描也可以訪問與探頭垂直的C平面;而2D掃描技術(shù)則無法實現(xiàn)。正如Tutschek教授所述：“可以在矢狀面內(nèi)的重建平面中看到小腦蚓部。”2Selbing教授同時指出：“只需提供3D掃描技術(shù)的基本培訓(xùn)，經(jīng)驗較少的放射線技師也能有效地獲取準(zhǔn)確的解剖立體結(jié)構(gòu)。”