3D УЗИ

3D-УЗИ — это медицинский ультразвуковой метод, часто используемый при исследованиях плода, сердца, трансректально и внутрисосудисто. 3D-УЗИ относится конкретно к объемной визуализации ультразвуковых данных. При использовании серии трехмерных объемов, собранных с течением времени, его также можно назвать 4D-ультразвуком (три пространственных измерения плюс одно временное измерение) или 3D-ультразвуком в реальном времени . ^[1]

Методы

данные могут быть собраны четырьмя распространенными способами При создании трехмерного объема ультразвуковые :

Свободная рука, которая включает в себя наклон датчика, получение серии ультразвуковых изображений и запись ориентации датчика для каждого среза.
Механически, при котором внутренний линейный наклон датчика осуществляется двигателем внутри датчика.
Использование эндозонда, который генерирует объем путем введения зонда и последующего контролируемого удаления датчика.
Преобразователь с матричной матрицей, который использует управление лучом для отбора проб по всему объему пирамидальной формы. ^[2]

Риски

Общие риски ультразвука также применимы к 3D-УЗИ. По сути, ультразвук считается безопасным. В то время как другие методы визуализации используют, например, радиоактивные красители или ионизирующее излучение, ультразвуковые датчики посылают импульсы высокочастотного звука в тело, а затем слушают эхо.

Таким образом, основными рисками, связанными с ультразвуком, являются потенциальный нагрев тканей или кавитация . Механизмы измерения нагрева тканей и кавитации основаны на стандартах, называемых тепловым индексом (TI) и механическим индексом (MI). Несмотря на то, что FDA устанавливает очень безопасные значения максимального TI и MI, все же рекомендуется избегать ненужной ультразвуковой визуализации. ^[3]

Приложения

Акушерство

3D-УЗИ полезно, помимо прочего, для облегчения характеристики некоторых врожденных дефектов, таких как аномалии скелета и проблемы с сердцем. С помощью 3D-УЗИ в реальном времени можно измерить частоту сердечных сокращений плода в режиме реального времени. ^[4]^[5]

Кардиология

Применение трехмерного ультразвука в лечении заболеваний сердца позволило добиться выдающихся успехов в сканировании и лечении заболеваний сердца. Когда 3D-УЗИ используется для визуализации состояния сердца человека, это называется 3D-эхокардиографией. ^[6] Благодаря интеграции других технологий можно получить количественные измерения, такие как объем камеры во время сердечного цикла. Он также предоставляет другую полезную информацию, например, отслеживание кровотока или скорости сокращений и расширений. ^[7] С помощью 3D-эхокардиографии врачи могут относительно легко выявлять заболевания артерий и точно исследовать различные пороки сердца. 3D-эхокардиография позволяет получить изображение структуры сердца в реальном времени. ^[8]

Хирургическое руководство

конкретное положение органов и тканей, что полезно в хирургии Традиционно с помощью 2D-УЗИ невозможно определить , особенно в косой плоскости. С появлением 3D-УЗИ техника визуализации развилась таким образом, что она позволяет хирургу получать изображение тканей и органов в реальном времени, более эффективно визуализируя полное сканирование. ^[9] Кроме того, 3D-ультразвук обеспечивает хирургическое руководство при трансплантации органов и лечении рака , особенно за счет ротационной визуализации во время сканирования. ^[10] В этой области используются различные методы, включая вращательное сканирование, проецирование срезов и использование преобразователей с интегрированной матрицей. ^[11] С помощью 3D-УЗИ можно лечить более широкий спектр опухолей, поскольку можно диагностировать и исследовать больше тканей. ^[12]

Сосудистая визуализация

Кровеносные сосуды и артерии относительно трудно визуализировать из-за их расположения. 3D-УЗИ облегчило отслеживание динамического движения клеток крови, вен и артерий. ^[13] С помощью 3D-УЗИ можно решать различные типы диагностических задач, например, измерение диаметра кровеносных сосудов и диагностику стенок артерий . Некоторые из этих задач можно выполнить с помощью магнитного трекера, интегрированного с ультразвуком, который помогает в точном позиционировании. ^[14]

Регионарная анестезия

3D-УЗИ в реальном времени используется во время процедур блокады периферических нервов для выявления соответствующих анатомических структур и мониторинга распространения местного анестетика вокруг нерва. Блокады периферических нервов предотвращают передачу болевых сигналов из места повреждения в мозг без глубокой седации, что делает их особенно полезными при амбулаторных ортопедических процедурах. 3D-УЗИ в реальном времени позволяет четко идентифицировать мышцы, нервы и сосуды, пока игла или катетер продвигаются под кожу. Этот тип УЗИ позволяет визуализировать иглу независимо от плоскости изображения, что является существенным улучшением по сравнению с 2D-УЗИ. Кроме того, изображение можно вращать или обрезать в реальном времени, чтобы выявить анатомические структуры в объеме ткани. Врачи клиники Мэйо в Джексонвилле разрабатывают методы использования 3D-ультразвука в реальном времени для проведения блокады периферических нервов при операциях на плече, колене и голеностопном суставе. ^[15]^[16]

Ссылки

^ «Что такое ультразвуковая технология 4D?» . Дженерал Электрик . 19 апреля 2011 г. Архивировано из оригинала 23 ноября 2020 г. Проверено 9 мая 2021 г.
^ Хоскинс, Питер; Мартин, Кевин; Дрозд, Эбигейл (2010). Ультразвуковая диагностика: физика и техника (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-75710-2 .
^ Здоровье, Центр приборов и радиологии (28 сентября 2020 г.). «Медицинская визуализация – ультразвуковая визуализация» . www.fda.gov .
^ Баба, Казунори; Окай, Такаши; Кодзума, Сиро; Такетани, Юджи (1999). «Аномалии плода: оценка с помощью трехмерного УЗИ, обрабатываемого в реальном времени - предварительный отчет». Радиология . 211 (2): 441–446. doi : 10.1148/radiology.211.2.r99mr02441 . ПМИД 10228526 .
^ Акар, Филипп; Битва, Лайя; Дюлак, Ив; Пейр, Марианна; Дюбурдье, Элен; Хаскоэ, Себастьян; Груссоль, Марион; Вайсьер, Кристоф (2014). «Трехмерная эхокардиография плода в реальном времени с использованием нового трансабдоминального датчика массива xMATRIX» . Архив сердечно-сосудистых заболеваний . 107 (1): 4–9. дои : 10.1016/j.acvd.2013.10.003 . ПМИД 24364911 .
^ Хуан, Цинхуа; Цзэн, Чжаочжэн (2017). «Обзор технологии 3D-ультразвуковой визуализации в реальном времени» . БиоМед Исследования Интернэшнл . 2017 : 1–20. дои : 10.1155/2017/6027029 . ПМЦ 5385255 . ПМИД 28459067 .
^ Педроса, Дж.; Барбоза, Д.; Алмейда, Н.; Бернард, О.; Бош, Дж.; д'Хуге, Дж. (2016). «Объемная оценка сердечной камеры с использованием 3D-ультразвука — обзор» . Текущий фармацевтический дизайн . 22 (1): 105–21. дои : 10.2174/1381612822666151109112652 . ПМИД 26548305 .
^ Пикано, Э.; Пелликка, Пенсильвания (2013). «Применение стресс-эхо за пределами ишемической болезни сердца» . Европейский кардиологический журнал . 35 (16): 1033–1040. doi : 10.1093/eurheartj/eht350 . ПМИД 24126880 .
^ Ян, П. (2016). «СУ-ФТ-41: 3D MTP-TRUS для имплантата простаты». Медицинская физика . 43 (6Часть 13): 3470–3471. Бибкод : 2016МедФ..43.3470Y . дои : 10.1118/1.4956176 .
^ Дин, Мингюэ; Кардинал, Х. Нил; Фенстер, Аарон (2003). «Автоматическая сегментация иглы на трехмерных ультразвуковых изображениях с использованием двух ортогональных проекций двумерного изображения». Медицинская физика . 30 (2): 222–234. Бибкод : 2003MedPh..30..222D . дои : 10.1118/1.1538231 . ПМИД 12607840 .
^ Махбуб, Сайед; Макфиллипс, Рэйчел; Цю, Чжэнь; Цзян, Юн; Меггс, Карл; Скьявоне, Джузеппе; Баттон, Тим; Демюлье, Марк; Демор, Кристина; Кокран, Сэнди; Элджамель, Сэм (2016). «Интраоперационная резекция глиом под ультразвуковым контролем: метаанализ и обзор литературы» (PDF) . Мировая нейрохирургия . 92 : 255–263. дои : 10.1016/j.wneu.2016.05.007 . ПМИД 27178235 .
^ Мойяди, Алиасгар В.; Шетти, Пракаш (2016). «Прямое навигационное 3D-УЗИ при резекции опухолей головного мозга: полезный инструмент для интраоперационного изображения» . Нейрохирургический фокус . 40 (3): Е5. дои : 10.3171/2015.12.FOCUS15529 . ПМИД 26926063 .
^ Цзинь, Чан-чжу; Нам, Квеон-Хо; Пэн, Дон-Гук (2014). «Пространственно-временное изменение бифуркации сонной артерии крысы по данным ультразвукового исследования». 2014 Международный симпозиум по ультразвуку IEEE . стр. 1900–1903. дои : 10.1109/ULTSYM.2014.0472 . ISBN 978-1-4799-7049-0 . S2CID 24528187 .
^ Пфистер, Карин; Ширлинг, Вильма; Юнг, Эрнст Михаэль; Апфельбек, Ханна; Хеннерспергер, Кристоф; Каспржак, Петр М. (2016). «Стандартизированное 2D-ультразвуковое исследование по сравнению с 3D/4D-УЗИ и объединением изображений для измерения диаметра аневризмы аорты при наблюдении после EVAR». Клиническая гемореология и микроциркуляция . 62 (3): 249–260. дои : 10.3233/CH-152012 . ПМИД 26484714 .
^ «3-D УЗИ в реальном времени ускоряет выздоровление пациентов» (пресс-релиз). Клиника Майо. 13 июля 2007 года . Проверено 21 мая 2014 г.
^ Фейнгласс, Нил Г.; Кленденен, Стивен Р.; Торп, Клаус Д.; Ван, Р. Дорис; Кастелло, Рамон; Гринграсс, Рой А. (2007). «Трехмерное ультразвуковое исследование в реальном времени при непрерывной подколенной блокаде: описание случая и описание изображения» . Анестезия и анальгезия . 105 (1): 272–274. дои : 10.1213/01.ane.0000265439.02497.a7 . ПМИД 17578987 .

Внешние ссылки

История ультразвука (включая 3D-УЗИ)
Фонд человеческого развития предоставляет многочисленные ультразвуковые снимки 4D, которые можно просмотреть в Интернете.
Сканирование раскрывает тайны утробы матки BBC News
Блоги о 3D/4D элективном УЗИ содержат множество блогов о 4D УЗИ для беременных.
Сканирование раскрывает тайны утробы матки BBC News
Об открытии медицинской ультрасонографии
Узнайте, как проводить 3D/4D УЗИ.
Проблемы безопасности. Архивировано 13 мая 2020 г. в Wayback Machine. Подробно описан ряд проблем со здоровьем, связанных с этой нерегулируемой практикой.
Клиника и образовательное учреждение 3D-ультразвука 3D-ультразвук

клиника в Сакраменто, Калифорния, которая специализируется на проведении 3D-УЗИ и обучении сонографистов.

[1] «Что такое ультразвуковая технология 4D?» . Дженерал Электрик . 19 апреля 2011 г. Архивировано из оригинала 23 ноября 2020 г. Проверено 9 мая 2021 г.

[2] Хоскинс, Питер; Мартин, Кевин; Дрозд, Эбигейл (2010). Ультразвуковая диагностика: физика и техника (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-75710-2 .

[3] Здоровье, Центр приборов и радиологии (28 сентября 2020 г.). «Медицинская визуализация – ультразвуковая визуализация» . www.fda.gov .

[4] Баба, Казунори; Окай, Такаши; Кодзума, Сиро; Такетани, Юджи (1999). «Аномалии плода: оценка с помощью трехмерного УЗИ, обрабатываемого в реальном времени - предварительный отчет». Радиология . 211 (2): 441–446. doi : 10.1148/radiology.211.2.r99mr02441 . ПМИД 10228526 .

[5] Акар, Филипп; Битва, Лайя; Дюлак, Ив; Пейр, Марианна; Дюбурдье, Элен; Хаскоэ, Себастьян; Груссоль, Марион; Вайсьер, Кристоф (2014). «Трехмерная эхокардиография плода в реальном времени с использованием нового трансабдоминального датчика массива xMATRIX» . Архив сердечно-сосудистых заболеваний . 107 (1): 4–9. дои : 10.1016/j.acvd.2013.10.003 . ПМИД 24364911 .

[6] Хуан, Цинхуа; Цзэн, Чжаочжэн (2017). «Обзор технологии 3D-ультразвуковой визуализации в реальном времени» . БиоМед Исследования Интернэшнл . 2017 : 1–20. дои : 10.1155/2017/6027029 . ПМЦ 5385255 . ПМИД 28459067 .

[7] Педроса, Дж.; Барбоза, Д.; Алмейда, Н.; Бернард, О.; Бош, Дж.; д'Хуге, Дж. (2016). «Объемная оценка сердечной камеры с использованием 3D-ультразвука — обзор» . Текущий фармацевтический дизайн . 22 (1): 105–21. дои : 10.2174/1381612822666151109112652 . ПМИД 26548305 .

[8] Пикано, Э.; Пелликка, Пенсильвания (2013). «Применение стресс-эхо за пределами ишемической болезни сердца» . Европейский кардиологический журнал . 35 (16): 1033–1040. doi : 10.1093/eurheartj/eht350 . ПМИД 24126880 .

[9] Ян, П. (2016). «СУ-ФТ-41: 3D MTP-TRUS для имплантата простаты». Медицинская физика . 43 (6Часть 13): 3470–3471. Бибкод : 2016МедФ..43.3470Y . дои : 10.1118/1.4956176 .

[10] Дин, Мингюэ; Кардинал, Х. Нил; Фенстер, Аарон (2003). «Автоматическая сегментация иглы на трехмерных ультразвуковых изображениях с использованием двух ортогональных проекций двумерного изображения». Медицинская физика . 30 (2): 222–234. Бибкод : 2003MedPh..30..222D . дои : 10.1118/1.1538231 . ПМИД 12607840 .

[11] Махбуб, Сайед; Макфиллипс, Рэйчел; Цю, Чжэнь; Цзян, Юн; Меггс, Карл; Скьявоне, Джузеппе; Баттон, Тим; Демюлье, Марк; Демор, Кристина; Кокран, Сэнди; Элджамель, Сэм (2016). «Интраоперационная резекция глиом под ультразвуковым контролем: метаанализ и обзор литературы» (PDF) . Мировая нейрохирургия . 92 : 255–263. дои : 10.1016/j.wneu.2016.05.007 . ПМИД 27178235 .

[12] Мойяди, Алиасгар В.; Шетти, Пракаш (2016). «Прямое навигационное 3D-УЗИ при резекции опухолей головного мозга: полезный инструмент для интраоперационного изображения» . Нейрохирургический фокус . 40 (3): Е5. дои : 10.3171/2015.12.FOCUS15529 . ПМИД 26926063 .

[13] Цзинь, Чан-чжу; Нам, Квеон-Хо; Пэн, Дон-Гук (2014). «Пространственно-временное изменение бифуркации сонной артерии крысы по данным ультразвукового исследования». 2014 Международный симпозиум по ультразвуку IEEE . стр. 1900–1903. дои : 10.1109/ULTSYM.2014.0472 . ISBN 978-1-4799-7049-0 . S2CID 24528187 .

[14] Пфистер, Карин; Ширлинг, Вильма; Юнг, Эрнст Михаэль; Апфельбек, Ханна; Хеннерспергер, Кристоф; Каспржак, Петр М. (2016). «Стандартизированное 2D-ультразвуковое исследование по сравнению с 3D/4D-УЗИ и объединением изображений для измерения диаметра аневризмы аорты при наблюдении после EVAR». Клиническая гемореология и микроциркуляция . 62 (3): 249–260. дои : 10.3233/CH-152012 . ПМИД 26484714 .

[15] «3-D УЗИ в реальном времени ускоряет выздоровление пациентов» (пресс-релиз). Клиника Майо. 13 июля 2007 года . Проверено 21 мая 2014 г.

[16] Фейнгласс, Нил Г.; Кленденен, Стивен Р.; Торп, Клаус Д.; Ван, Р. Дорис; Кастелло, Рамон; Гринграсс, Рой А. (2007). «Трехмерное ультразвуковое исследование в реальном времени при непрерывной подколенной блокаде: описание случая и описание изображения» . Анестезия и анальгезия . 105 (1): 272–274. дои : 10.1213/01.ane.0000265439.02497.a7 . ПМИД 17578987 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]