4D - Тривимірне сканування в режимі реального часу
4D – Тривимірне сканування у режимі реального часу. Вибір апарату УЗД.
Вступ. Найменування режимів отримання тривимірного зображення.
Базові режими сканування ультразвукового приладу дозволяють отримати акустичну візуалізацію плоского шару зони сканування біологічних тканин. Різні методики, що дозволяють проводити реконструкцію одержуваних плоских шарів тривимірний об'єкт називають режимами тривимірного сканування.
Другий режим, найцікавіший, має кілька найменувань (Live 3D, 4D, Real-time 3D та інших.), у результаті, часто, виникає понятійна плутанина. Тим не менш, всі ці назви позначають один режим - відображення тривимірного об'єкта в реальному часі. Тобто даний режим дозволяє лікарю-оператору ультразвукового апарату спостерігати за тривимірним біологічним об'єктом у динаміці, а значить з мінімальними спотвореннями, викликаними рухом об'єкта, що досліджується. Такий режим стає дуже цікавим для отримання тривимірної візуалізації плода, чим часто користуються медичні центри в комерційних цілях. Далі за текстом ми будемо використовувати найменування «4D візуалізація», оскільки саме такий термін найчастіше використовується і дозволяє легко, на інтуїтивному рівні, відрізнити методологію побудови тривимірного зображення. Четвірка у назві (4D) використовується для позначення четвертої координати – час.
Який апарат справлятиметься з 4D візуалізацією краще? Який апарат вибрати та придбати?
Дійсно, зараз більшість запропонованих до придбання ультразвукових систем має підтримку 4D візуалізації – як бюджетні системи, так і дорогі.експертні системи. Спробуємо відповісти на запитання: Яка система справлятиметься краще та чому? Що потрібно врахувати при покупці системи для 4D візуалізації?
Справа в тому, що 4D візуалізація вимагає значної апаратної потужності системи, а підтримка 4D режиму бюджетними моделями пов'язана із загальним швидкісним розвитком схемотехніки та IT-сегменту загалом. Відповідь проста – високі технології дешевшають і ринок медичного ультразвукового обладнання не виняток.
Рада перша: Купуйте найсучасніший утразвуковий апарат: Нерідко, візуалізація більш дешевого, але нового апарату перевершує візуалізацію дорогої системи більш ранніх років випуску.
Система. І все-таки, яка система найкраща для 4D візуалізації?
Відповідь на вище задане питання буде досить простою: та система, частота одержуваних обсягів за секунду якої буде вищою. За допомогою 4D візуалізації ми спостерігаємо за об'єктом, що досліджується, в динаміці і чим швидше рухається об'єкт, тим більш висока частота кадрів нам необхідна. Поміркуйте самі, чому сьогодні ми можемо успішно застосовувати системи бюджетного класу для 4D візуалізації плода і не можемо прийняти їх для 4D візуалізації серця? Відповідь все той же час. Якщо ми спостерігаємо за малорухливою структурою, нам вистачить частоти 3-6 об'ємів на секунду, серця – від 24 і вище. Але не все залежить тільки від системи – важливий датчик, який використовується для об'ємного сканування.
Рада друга: Звертайте увагу на характеристику швидкості отримання об'ємних зображень в режимі 4D візуалізації, залежно від планованих цілей та завдання застосування даного режиму вами та/або вашими фахівцями.
Датчики. Чи всі датчики об'ємного сканування однакові? Який датчик слід вибрати?
Частота одержуваних обсягів на секунду не визначається лише апаратними та технологічними можливостями ультразвукової системи. Не менш важливим є датчик і його конструкція. Розрізняють кілька видів конструкції датчиків для сканування.
Повністю механічний датчик. Сьогодні такі датчики не використовуються. Якщо трохи спростити опис принципу роботи такого датчика, можна сказати, що це звичайний двовимірний датчик переміщення якого вздовж досліджуваного об'єкта відбувається автоматично. Таке переміщення відбувається циклічно. Таке сканування все ще можна назвати ручним, оскільки від методу «вільної руки» воно відрізняється лише системою визначення положення датчика: акустичною, електромеханічною або електромагнітною. Купуючи новий апарат УЗД, ви ніколи не зіткнетеся з цією архаїчною системою, але якщо ви купуєте підтриманий апарат на вторинному ринку – будьте дуже уважні.
Електронно-механічний тривимірний датчик Саме такий датчик ми зустрічаємо під час придбання систем від бюджетного до експертного класу. Датчик для електронно-механічного сканування є «золотою серединою» у питанні отримання достатньої частоти об'ємів за секунду та ціною датчика. В електронно-механічному датчику використовується традиційна решітка п'єзоелементів, яка механічно переміщається третьою координатою. Ґрати знаходяться в корпусі датчика, заповненому спеціальним маслом.
Теоритичні дослідження, засновані на часі сканування в режимі В дозволяють припустити, що подібна конструкція датчика може забезпечити швидкість не менше 100 шарів в секунду. Теоретично, цього достатньо для застосування електронно-механічного датчика в будь-якій низці досліджень, у тому числі кардіології.
На практиці мимаємо дещо іншу картину. Значний час витрачається на переміщення грат п'єзоелементів по третій координаті та на перетворення інформації. За перше відповідає конструкція електронно-механічного датчика, за друге апаратна та технологічна потужність приладу. Так, система експертного класу може надати близько 40-50 малих обсягів за секунду, а система бюджетного класу – менше.
Матричний тривимірний датчик. Цей датчик ми зустрічаємо тільки в системах експертного класу, причиною цього є висока вартість датчика. Застосування матричного датчика дозволяє вирішити кілька суттєвих недоліків електронно-механічного сканування (розмір датчика, втрати часу на механічне переміщення грат п'єзоелементів, "мертва зона" при малій глибині (через «шумові» відображення в об'ємному корпусі датчика), відсутність фокусування променя третьої осі» сканування). Матричний тривимірний датчик дозволяє отримати максимальну кількість об'ємів в секунду і уможливлює фокусування променя у всіх площинах сканування.
Рада третя: Звертайте увагу на конструкцію датчика: Якщо ви плануєте використовувати4D візуалізацію для експертних оцінок у кардіології – вибирайте матричну конструкцію датчика. У разі обмеженості бюджету слід керуватися тим, що для4D візуалізації тканини серця час отримання обсягу має бути не менше 40-50 мілісекунд.
Технології. Які додаткові технології та опції застосовуються при 4D скануванні. Які з них потрібні саме вам?
Ми завжди просимо визначитись нашого клієнта з цілями застосування 4D візуалізації. 4D візуалізація відкриває величезний спектр можливостей для діагностичної медицини, основна частина яких лежить у площині високоточної експертноїдіагностики захворювань і вад на ранніх стадіях розвитку. Кожна з таких технологій варта окремого опису та статті на нашому сайті. Тут же ми просто залишимо четверту пораду.
Рада четверта: Звертайте увагу на підтримку програмних технологій у4D візуалізації. Представлено безліч подібних технологій і вибираються вони під цілі та завдання застосування ультразвукового приладу.