軟硬件結合實現成熟的3D/4D超聲影像

　　摘要：盡管高效的三維和四維(3D/4D)超聲影像技術已經在醫學領域應用多年，但是仍未在常規臨床實踐中普及。這一現象將在2013年有所改觀，眾多關鍵性趨勢預期將推動該項技術的廣泛應用。

　　隨著臨床醫師需求的增長、多年臨床證據的積累以及硬件升級需求/進步的提升，3D/4D技術將無疑會在2013年獲得長足發展，成為業界標準，幫助實現更為準確、有效的實時診斷。

　　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據，而3D/4D超聲影像則降低了這一風險。通過3D技術僅需一次掃描即可為多種臨床應用提供完整的解剖數據。隨著臨床證據逐步證明3D/4D技術的質量可靠，臨床醫師將更加有可能采用該技術。

　　摩爾定律

　　十年前，標準影像設備無法支持軟件的最新發展。基于復雜算法的新影像技術不得不與所依賴的硬件的發展同步。由于從2002年起標準硬件的巨大進步，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商合作改造現有工具。

　　摩爾定律以英特爾聯合創始人戈登•E•摩爾命名，其內容為每隔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。該特定進步實現了以前無法實現的大量圖像處理操作，開創了醫療圖像處理的新紀元。與我們曾經認為最先進的2D濾波相比，現在的3D超聲圖像容量的實時自適應濾波將提供更優秀的圖像質量。通過先進的3D渲染軟件，臨床醫師可以生成父母喜歡的“娃娃臉”圖像，揭開了醫療影像史和家庭相冊的新篇章。

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

　　3D/4D技術可以更清晰地顯示器官和病灶的大小、位置、形狀和形態，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構的真正位置和方向。顯著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技術可以實現理想的檢查環境，實現每個點在兩個或三個正交平面中的相互關系的分析和研究。”

　　大部分放射學醫師已經接受過2D技術培訓，并且由于過去缺乏3D/4D的臨床證據，這使臨床醫師產生偏見，導致對技術改進的需求較低。但是，通過3D采集，通過一次掃描能夠獲得整個解剖數據，且能滿足大多數的臨床應用。從而幫助實現更快速的診斷，激發了應用的需求。

　　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掃描技術則無法實現。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教授同時指出：“只需提供3D掃描技術的基本培訓，經驗較少的放射線技師也能有效地獲取準確的解剖立體結構。”