3D 초음파

3D ultrasound
20주 된 인간 태아의 3D 초음파

3D 초음파는 의료용 초음파 기법으로 태아, 심장, 초정직 및 혈관 내 용도에 많이 사용된다. 3D 초음파는 특히 초음파 데이터의 볼륨 렌더링을 말한다. 시간이 지남에 따라 수집된 일련의 3D 볼륨을 포함할 경우 4D 초음파(3공간 치수에 1회 치수를 더하는 것) 또는 실시간 3D 초음파라고도 할 수 있다.[1]

3D 볼륨을 생성할 때 초음파 데이터를 소노그래퍼에 의해 4가지 일반적인 방법으로 수집할 수 있다. 프로브를 기울여서 일련의 초음파 영상을 캡처하고 각 슬라이스에 대한 변환기 방향을 기록하는 것이 포함된 Freehand. 기계적으로, 내부 선형 프로브 기울기는 프로브 내부의 모터에 의해 처리된다. 프로브를 삽입한 다음 제어된 방식으로 변환기를 제거하여 볼륨을 생성하는 Endoprobe 사용. 네 번째 기술은 보 조향을 사용하여 피라미드 형태의 볼륨 전체에 걸쳐 지점을 샘플링하는 매트릭스 어레이 변환기다.[2]

위험

초음파의 일반적인 위험은 3D 초음파에도 적용된다. 본질적으로 초음파는 안전한 것으로 간주된다. 다른 영상 촬영 양식은 방사성 염료나 전리방사선을 사용하는 반면, 예를 들어 초음파 변환기는 고주파 음의 펄스를 체내로 보낸 다음 에코를 청취한다.

요약하자면 초음파와 관련된 주요 위험은 조직이나 공동의 잠재적 가열일 것이다. 조직 가열과 공동화가 측정되는 메커니즘은 열 지수(TI)와 기계 지수(MI)라는 표준을 통해 이루어진다. FDA가 최대 TI와 MI에 대해 매우 안전한 값을 정하더라도 불필요한 초음파 영상을 피하는 것이 좋다.[3]

적용들

산부인과

3D US는 골격 이상이나 심장 질환과 같은 일부 선천성 결함의 특성화를 용이하게 하는데 유용하다. 실시간 3D US를 통해 태아의 심장박동수를 실시간으로[4][5] 검사할 수 있다.

심장학

심장 치료에 3차원 초음파를 적용한 결과 심장 질환을 스캔하고 치료하는 데 탁월한 진전이 있었다. 3D 초음파 기술을 이용해 개인의 심장 상태를 시각화하면 이를 3D 심장초음파라고 부른다.[6] 초음파와 다른 기술이 통합되면서 이제 심장 주기 동안 발생하는 챔버 볼륨과 같은 정량적 측정을 추적할 수 있게 되었다. 또한, 그것은 혈류 추적, 수축 속도, 팽창과 같은 다른 유용한 정보를 제공한다.[7] 3D 심장 초음파 검사법으로 의사들은 동맥 질환을 쉽게 감지할 수 있으며, 다양한 결함을 정밀 검사할 수 있다. 초음파 애플리케이션은 심장 구조의 실시간 이미지를 제공하는 데 도움이 된다.[8]

외과적 지도

전통적으로 2D 초음파로는 수술에 유용한 장기와 조직의 특정 위치가 특히 경사면에 위치할 수 없었다. 그러나 3D 초음파의 출현과 함께 영상 기술은 외과의사들이 조직과 장기의 실시간 사진을 얻고 전체 스캔을 보다 효율적으로 시각화할 수 있도록 다지관을 진화시켰다.[9] 이와 함께 3D 초음파는 스캔 중 회전 시각화 기법으로 이식 및 암 치료 측면에서 수술 지침을 제공한다.[10] 이 기술은 외과의사들이 외상성 암 환자를 다루는 데 도움을 주는 회전 스캐닝, 슬라이스 투영, 통합 배열 변환기 사용과 같은 다양한 방법을 발전시켰다.[11] 게다가, 3D 초음파 의사는 이제 모든 조직을 쉽게 진단하고 결함 및 원인을 연구하기 위해 관찰할 수 있기 때문에 다양한 종류의 종양을 치료할 수 있다.[12] 따라서, 우리는 3D 초음파에 의해 수행된 궁극적인 스캐닝과 시각화가 암, 종양, 이식과 같은 문제를 가진 환자들을 치료하는 더 나은 방법을 개발했다고 본다.

혈관 이미징

실시간 촬영이 어려워지는 분포 때문에 혈관과 동맥의 움직임을 추적하기가 쉽지 않다. 진단은 모든 종류의 치료에 널리 사용되며 3D US를 통해 이제 혈구, 정맥, 동맥의 동적 움직임을 추적할 수 있게 되었다.[13] 여기에 지름 측정, 동맥 간 벽 진단 등 다양한 유형의 진단도 3D US와 통합된 자기추적기로 감지할 수 있어 정확한 위치 파악에 도움이 된다.[14] 그래서 이 기술은 이미징 보조를 해주고 또한 운용 중인 선박의 위치를 추적하는 데 도움을 주는 센서를 가지고 있다.

국소마취

말초신경차단 시술 시 실시간 3차원 초음파를 사용해 관련 해부학적 구조를 파악하고 신경 주변의 국소마취제 확산을 감시한다. 말초신경차단술은 깊은 진정 없이 부상 부위에서 뇌로 통증 신호가 전달되는 것을 막아 외래 정형외과 시술에 특히 유용하게 쓰인다. 실시간 3D 초음파는 피부 아래 바늘이나 카테터가 발달한 상태에서 근육과 신경, 혈관을 명확하게 확인할 수 있으며, 3D 초음파는 이미지의 평면과 상관없이 바늘을 볼 수 있어 2D 초음파에 비해 상당한 개선 효과를 볼 수 있다. 또한 이미지를 실시간으로 회전하거나 잘라내어 조직 볼륨 내의 해부학적 구조를 나타낼 수 있다. 잭슨빌의 메이요 클리닉의 의사들은 실시간 3D 초음파를 사용하여 어깨, 무릎, 발목 수술을 위한 말초신경 블록을 안내하는 기술을 개발해 왔다.[15][16]

참조

  1. ^ "What Is 4D Ultrasound Technology?". General Electric. 19 Apr 2011. Retrieved 9 May 2021.
  2. ^ Hoskins, Peter; Martin, Kevin; Thrush, Abigail (2010). Diagnostic ultrasound : physics and equipment (2nd ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-75710-2.
  3. ^ Health, Center for Devices and Radiological. "Medical Imaging - Ultrasound Imaging". www.fda.gov.
  4. ^ Baba, Kazunori; Okai, Takashi; Kozuma, Shiro; Taketani, Yuji (1999). "Fetal Abnormalities: Evaluation with Real-time-Processible Three-dimensional US—Preliminary Report". Radiology. 211 (2): 441–446. doi:10.1148/radiology.211.2.r99mr02441. PMID 10228526.
  5. ^ Acar, Philippe; Battle, Laia; Dulac, Yves; Peyre, Marianne; Dubourdieu, Hélène; Hascoet, Sébastien; Groussolles, Marion; Vayssière, Christophe (2014). "Real-time three-dimensional foetal echocardiography using a new transabdominal xMATRIX array transducer". Archives of Cardiovascular Diseases. 107 (1): 4–9. doi:10.1016/j.acvd.2013.10.003. PMID 24364911.
  6. ^ Huang, Qinghua; Zeng, Zhaozheng (2017). "A Review on Real-Time 3D Ultrasound Imaging Technology". BioMed Research International. 2017: 1–20. doi:10.1155/2017/6027029. PMC 5385255. PMID 28459067.
  7. ^ Pedrosa, J.; Barbosa, D.; Almeida, N.; Bernard, O.; Bosch, J.; d'Hooge, J. (2016). "Cardiac Chamber Volumetric Assessment Using 3D Ultrasound - A Review". Current Pharmaceutical Design. 22 (1): 105–21. doi:10.2174/1381612822666151109112652. PMID 26548305.
  8. ^ Picano, E.; Pellikka, P. A. (2013). "Stress echo applications beyond coronary artery disease". European Heart Journal. 35 (16): 1033–1040. doi:10.1093/eurheartj/eht350. PMID 24126880.
  9. ^ Yan, P. (2016). "SU-F-T-41: 3D MTP-TRUS for Prostate Implant". Medical Physics. 43 (6Part13): 3470–3471. Bibcode:2016MedPh..43.3470Y. doi:10.1118/1.4956176.
  10. ^ Ding, Mingyue; Cardinal, H. Neale; Fenster, Aaron (2003). "Automatic needle segmentation in three-dimensional ultrasound images using two orthogonal two-dimensional image projections". Medical Physics. 30 (2): 222–234. Bibcode:2003MedPh..30..222D. doi:10.1118/1.1538231. PMID 12607840.
  11. ^ Mahboob, Syed; McPhillips, Rachael; Qiu, Zhen; Jiang, Yun; Meggs, Carl; Schiavone, Giuseppe; Button, Tim; Desmulliez, Marc; Demore, Christine; Cochran, Sandy; Eljamel, Sam (2016). "Intraoperative Ultrasound-Guided Resection of Gliomas: A Meta-Analysis and Review of the Literature" (PDF). World Neurosurgery. 92: 255–263. doi:10.1016/j.wneu.2016.05.007. PMID 27178235.
  12. ^ Moiyadi, Aliasgar V.; Shetty, Prakash (2016). "Direct navigated 3D ultrasound for resection of brain tumors: A useful tool for intraoperative image guidance". Neurosurgical Focus. 40 (3): E5. doi:10.3171/2015.12.FOCUS15529. PMID 26926063.
  13. ^ Jin, Chang-zhu; Nam, Kweon-Ho; Paeng, Dong-Guk (2014). "The spatio-temporal variation of rat carotid artery bifurcation by ultrasound imaging". 2014 IEEE International Ultrasonics Symposium. pp. 1900–1903. doi:10.1109/ULTSYM.2014.0472. ISBN 978-1-4799-7049-0. S2CID 24528187.
  14. ^ Pfister, Karin; Schierling, Wilma; Jung, Ernst Michael; Apfelbeck, Hanna; Hennersperger, Christoph; Kasprzak, Piotr M. (2016). "Standardized 2D ultrasound versus 3D/4D ultrasound and image fusion for measurement of aortic aneurysm diameter in follow-up after EVAR". Clinical Hemorheology and Microcirculation. 62 (3): 249–260. doi:10.3233/CH-152012. PMID 26484714.
  15. ^ "Real-Time 3-D Ultrasound Speeds Patient Recovery" (Press release). Mayo Clinic. July 13, 2007. Retrieved May 21, 2014.
  16. ^ Feinglass, Neil G.; Clendenen, Steven R.; Torp, Klaus D.; Wang, R. Doris; Castello, Ramon; Greengrass, Roy A. (2007). "Real-Time Three-Dimensional Ultrasound for Continuous Popliteal Blockade: A Case Report and Image Description". Anesthesia & Analgesia. 105 (1): 272–274. doi:10.1213/01.ane.0000265439.02497.a7. PMID 17578987.

외부 링크

캘리포니아 새크라멘토에 있는 3D 초음파 및 소노그래퍼 양성 전문 클리닉