超聲技術(shù)現(xiàn)狀：影像質(zhì)量、患者安全和3D/4D的未來

醫(yī)學(xué)影像市場當(dāng)前的發(fā)展方向是為患者提供更加舒適和安全的解決方案。根據(jù)最近發(fā)布的Frost & Sullivan report,，醫(yī)學(xué)影像的當(dāng)前發(fā)展趨勢有以下幾點：

· 降低和管理電離輻射劑量和暴露量;

· 移動式、便攜式、無線解決方案;

· 評估組織硬度的彈性成像技術(shù);

· 致力于開發(fā)改善患者舒適度和體驗的技術(shù);

· 入門級高級影像設(shè)備。

超聲檢查可實現(xiàn)以上所有特性。但是，為了使超聲檢查能夠更加廣泛地應(yīng)用并且方便用戶使用，必須提高圖像質(zhì)量。有了更好的圖像質(zhì)量，就可以在不影響患者安全和舒適度的情況下進行更快、且更準(zhǔn)確的診斷。

超聲設(shè)備可用于各種類型的檢查，無論是產(chǎn)科和婦科成像，還是心臟或放射學(xué)成像。隨著超聲系統(tǒng)變得更加先進和完備，用戶也變得越來越專業(yè)并且能夠熟練地使用這些系統(tǒng)。

超聲設(shè)備的小型化有助于擴大床旁應(yīng)用范圍，尤其是當(dāng)臨床醫(yī)師使用超聲設(shè)備在床旁進行診斷時。由于超聲檢查相比其他檢查方法更需要使用者做很多實際專業(yè)化的操作，因此經(jīng)驗在超聲檢查中必不可少。如果醫(yī)生無法獲得診斷所需要的圖像，患者將被轉(zhuǎn)移，接受額外的MRI或CT檢查。這樣不僅浪費時間和資源，還使患者在CT檢查中暴露在不必要的輻射劑量下，從而引發(fā)安全問題。

超聲技術(shù)發(fā)展路線圖

借助這一趨勢的持續(xù)發(fā)展，以及超聲市場在新應(yīng)用領(lǐng)域的擴展，新的超聲使用方法層出不窮?，F(xiàn)在，超聲技術(shù)可用于心臟病學(xué)、乳腺活組織檢查、胃腸病學(xué)科、頭頸部外科、新生兒學(xué)科、神經(jīng)學(xué)科、眼科、血管、肺病學(xué)科、泌尿?qū)W科、骨骼肌肉科、急診學(xué)，以及其他領(lǐng)域。

進行床旁檢測時，臨床醫(yī)師希望只需一個按鈕即可獲得最佳圖像質(zhì)量。這就要求超聲系統(tǒng)必須更加直觀且不依賴操作者，讓超聲經(jīng)驗較少的醫(yī)生更加快速和輕松地獲得最佳圖像質(zhì)量。

雖然超聲系統(tǒng)發(fā)展迅速且更為有效，但該行業(yè)還是面臨著超聲專家短缺的問題。為了能使超聲檢查應(yīng)用更加廣泛且更為易用，圖像質(zhì)量的重要性不容忽視。

此外，超聲系統(tǒng)在共享服務(wù)環(huán)境中需要多次使用。在該環(huán)境中，不同臨床應(yīng)用對圖像質(zhì)量的要求也不同。超聲系統(tǒng)必須具備靈活、用途廣泛且易于使用等特性，以提高診斷精密度并縮短掃描時間。這對圖像質(zhì)量提出明確要求，即確保為該系統(tǒng)所支持的每種臨床應(yīng)用提供準(zhǔn)確的、更加快速的診斷。

改善圖像質(zhì)量，進行更準(zhǔn)確的診斷

超聲影像中的圖像質(zhì)量至關(guān)重要。要想獲得良好的圖像質(zhì)量，您需要使用良好的圖像增強設(shè)備。由于設(shè)備生產(chǎn)商之間的競爭日趨激烈，有很多不同類型的處理方式可用，這些處理方式對實際圖像信號的適應(yīng)性也不盡相同。當(dāng)圖像增強處理方法自適應(yīng)性不足時，圖像可能會丟失重要信息，而且圖像中可能會出現(xiàn)偽影。自適應(yīng)濾波器不會產(chǎn)生圖像處理偽影，這使得圖像能真實地反映物理信號內(nèi)容。

對于臨床醫(yī)師而言，圖像質(zhì)量增強是指圖像出現(xiàn)的噪聲小、線條清晰、器官邊界和紋理的可視化良好。對于共享服務(wù)而言，圖像質(zhì)量不僅要適應(yīng)圖像信號，還要適應(yīng)臨床應(yīng)用，以滿足臨床醫(yī)師和專家的需求。而對于床旁檢測系統(tǒng)而言，圖像應(yīng)當(dāng)易于解讀，甚至是對于超聲經(jīng)驗有限的臨床醫(yī)師更應(yīng)如此。由于在檢查過程中可能需要進行多次診斷，進行實時圖像處理是必不可少的。對于所有臨床應(yīng)用，結(jié)果應(yīng)當(dāng)是準(zhǔn)確診斷并快速交付。

注釋：左側(cè)是未處理的肝臟原始圖像，右側(cè)是經(jīng)過處理的肝臟圖像?？梢钥吹綀D像的高分辨率，清晰的血管，處理后的圖像去除了斑點，并實現(xiàn)卓越的邊緣銳化和對比增強效果。

自動測量技術(shù)

自動測量是另一個要求高圖像質(zhì)量的方面。自動測量用于內(nèi)膜-中膜厚度(IMT)的超聲測量，用于檢測人體出現(xiàn)的動脈粥樣硬化疾病，可能還用于跟蹤動脈粥樣硬化的消退、遏制或進展。

手動測量不僅耗時，而且其結(jié)果依賴于培訓(xùn)和主觀判斷。自動測量結(jié)果較少依賴于閱讀者的經(jīng)驗，而且相比老式手動分析系統(tǒng)，自動測量由使用者而產(chǎn)生的結(jié)果更為穩(wěn)定。

自動測量的效率更高，而且可用于自動檢測超聲影像中胎兒頭部的內(nèi)外顱骨邊界。這些邊界用于測量雙頂徑(BPD)和頭圍(HC)。在泌尿科中，采用自動測量技術(shù)測量膀胱重量。超聲測量膀胱重量(UEBW)是膀胱出口阻塞的一個重要診斷指標(biāo)。

這些測量要求圖像必須有清晰的界限和線條連接以及高對比度，以使測量在高準(zhǔn)確度下進行。

3D/4D檢查

隨著3D/4D超聲技術(shù)越來越個性化，檢查也越來越有參考價值，甚至可提供更加準(zhǔn)確的診斷結(jié)果。目前，該系統(tǒng)不僅可以為產(chǎn)科提供胎兒面部圖像--通過查找腦部異常、檢測腭裂、在一般影像中發(fā)現(xiàn)和定位腫瘤以提供更多臨床價值，而且還可以對射血分?jǐn)?shù)、區(qū)域性運動障礙/運動不能進行準(zhǔn)確的心臟檢查并使心臟瓣膜可視化。

3D超聲檢查可提供大量信息。要生成與這一大量信息相匹配的良好圖像質(zhì)量，圖像增強處理技術(shù)必須非常先進完備，在4D(即在實時條件下)中使用時尤其如此。適應(yīng)性處理技術(shù)將對每個立體像素進行分析，以對真實信息與偽影進行辨別，比如噪聲和斑點。還可對真實信息進行增強，以使界限和結(jié)構(gòu)的可視化更加精確。在實時條件下處理所有這些信息需要非常先進完備的軟件和硬件。

根據(jù)托馬斯杰斐遜大學(xué)(對改善三維超聲影像的圖像處理技術(shù)進行比較，F(xiàn)lemming Forsberg等人2010)進行的研究：“已在腹部和產(chǎn)科應(yīng)用中對新型三維超聲影像增強技術(shù)進行了評價。相比未處理的體素和用2D圖像增強軟件處理的體素，新型3D處理技術(shù)的表現(xiàn)最佳。”

3D/4D檢查在乳腺檢查中也在占有重要地位。近期對乳腺組織密度高的婦女是否應(yīng)當(dāng)進行乳腺鉬靶攝影(x線)檢查這一問題開展了一些討論。由此可見超聲技術(shù)在醫(yī)療保健中占有非常重要的地位。如今乳房體積檢測已可行，超聲技術(shù)已經(jīng)可以應(yīng)對乳腺鉬把攝影所面臨的種種困難。腫瘤的位置以及惡性、良性的情況都非常清晰的顯示出來，而且最重要的是，從開始檢查到診斷所需的時間不到15分鐘。

注釋：通過3D技術(shù)獲取的胎兒脊柱圖像，渲染圖。左側(cè)是未處理的脊柱原始圖像，中間是3D增強的脊柱圖像，右側(cè)是2D增強的脊柱圖像。請注意3D增強圖像中胎兒脊柱的清晰輪廓。

患者的全方位安全

充分的2D/3D/4D圖像處理技術(shù)可確保在使用各種不同超聲機、床旁檢測、共享服務(wù)和非常高級的設(shè)備時患者的安全性。

3D/4D技術(shù)的發(fā)展將會減少其他涉及電離輻射的(檢查)方法的使用幾率。這就是超聲市場的未來– 在所有應(yīng)用中，3D/4D都可以顯示出更加真實的圖像，為經(jīng)驗較少的醫(yī)生提供最佳圖像質(zhì)量，從而幫助他們立即做出準(zhǔn)確的診斷。憑借這一技術(shù)，患者或臨床醫(yī)師不會暴露在輻射下，而利用可移動設(shè)備，能夠給病患帶來更舒適的檢測體驗。