軟硬件結合實(shí)現成熟的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)在醫學(xué)領(lǐng)域應用多年，但是仍未在常規臨床實(shí)踐中普及。這一現象將在2013年有所改觀(guān)，眾多關(guān)鍵性趨勢預期將推動(dòng)該項技術(shù)的廣泛應用。

　　隨著(zhù)臨床醫師需求的增長(cháng)、多年臨床證據的積累以及硬件升級需求/進(jìn)步的提升，3D/4D技術(shù)將無(wú)疑會(huì )在2013年獲得長(cháng)足發(fā)展，成為業(yè)界標準，幫助實(shí)現更為準確、有效的實(shí)時(shí)診斷。

　　內科醫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(wú)法獲得較為完整的解剖數據，而3D/4D超聲影像則降低了這一風(fēng)險。通過(guò)3D技術(shù)僅需一次掃描即可為多種臨床應用提供完整的解剖數據。隨著(zhù)臨床證據逐步證明3D/4D技術(shù)的質(zhì)量可靠，臨床醫師將更加有可能采用該技術(shù)。

　　摩爾定律

　　十年前，標準影像設備無(wú)法支持軟件的最新發(fā)展?；趶碗s算法的新影像技術(shù)不得不與所依賴(lài)的硬件的發(fā)展同步。由于從2002年起標準硬件的巨大進(jìn)步，許多影像設備僅需更換軟件即可升級。有鑒于此，許多醫療設備制造商無(wú)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(jìn)步成果，并且可以與獨立開(kāi)發(fā)商合作改造現有工具。

　　摩爾定律以英特爾聯(lián)合創(chuàng )始人戈登•E•摩爾命名，其內容為每隔18個(gè)月左右集成電路的處理能力將提升一倍。根據目前維基百科中摩爾定律的條目，“摩爾定律描述了20世紀后期和21世紀初期的技術(shù)和社會(huì )變革的推動(dòng)力。”例如，多核GPU和其他強大硬件的激增。該特定進(jìn)步實(shí)現了以前無(wú)法實(shí)現的大量圖像處理操作，開(kāi)創(chuàng )了醫療圖像處理的新紀元。與我們曾經(jīng)認為最先進(jìn)的2D濾波相比，現在的3D超聲圖像容量的實(shí)時(shí)自適應濾波將提供更優(yōu)秀的圖像質(zhì)量。通過(guò)先進(jìn)的3D渲染軟件，臨床醫師可以生成父母喜歡的“娃娃臉”圖像，揭開(kāi)了醫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(xiàn)學(xué)者總體上滿(mǎn)足于2D超聲技術(shù)，此外他們不確定應用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(shí)驗，真正的風(fēng)險則是臨床醫師在使用2D技術(shù)可能會(huì )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)在統計學(xué)上取得了顯著(zhù)進(jìn)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3D圖像增強，我們可以進(jìn)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(shuō)：“在探索信息顯示途徑的道路上，我們才剛剛起步。”

　　通過(guò)3D超聲影像，可以看到器官和深層嵌入結構的真正位置和方向。顯著(zhù)的臨床收益使臨床醫師能夠更快地獲取更準確的信息。Tutschek教授談到：“立體3D技術(shù)可以實(shí)現理想的檢查環(huán)境，實(shí)現每個(gè)點(diǎn)在兩個(gè)或三個(gè)正交平面中的相互關(guān)系的分析和研究。”

　　大部分放射學(xué)醫師已經(jīng)接受過(guò)2D技術(shù)培訓，并且由于過(guò)去缺乏3D/4D的臨床證據，這使臨床醫師產(chǎn)生偏見(jiàn)，導致對技術(shù)改進(jìn)的需求較低。但是，通過(guò)3D采集，通過(guò)一次掃描能夠獲得整個(gè)解剖數據，且能滿(mǎn)足大多數的臨床應用。從而幫助實(shí)現更快速的診斷，激發(fā)了應用的需求。

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