С момента открытия рентгеновских лучей, двумерная (2-D) рентгеновская томография является наиболее широко используемым подходом для ультразвуковой томографии анатомических структур, диагностики заболеваний,и направляющие мероприятия К сожалению, 2-D рентгеновская томография не может предоставить врачам полный набор информации для изображения человеческого тела, хотя 3-D КТ, МРТ и рентгеновские методы являются важными методами изображения.3-D УЗИ играет важную роль в медицинской диагностике и минимально инвазивных методах обработки изображений..

УЗИ Допплера

Основная концепция 3-D УЗИ заключается в сборе данных из 2-D УЗИ изображений (черно-белого цвета) при одновременном отслеживании и хранении местоположения каждого отдельного 2-D изображения.Затем набор данных реконструируется в единый трехмерный объем, который можно отобразить на экране и манипулироватьРеконструируемый трехмерный объем может вращаться, разрезаться, отображаться или отображаться в многоплановых сечениях.Трехмерная ультразвуковая томография позволила получить высокоразборчивые изображения сложных анатомических структур и патологии для диагностики заболеваний и мониторинга и руководства процедурами вмешательства.

Хотя 2-D массивы доступны для 3-D визуализации в реальном времени,большинство недорогих трехмерных ультразвуковых систем обработки изображений используют обычные одномерные (1-D) ультразвуковые преобразователи для получения серии двухмерных изображений.Эти изображения реконструируются, чтобы сформировать трехмерное изображение. Было разработано множество подходов для определения положения и ориентации двухмерных изображений в объеме трехмерного изображения.Производство 3-D ультразвукового изображения, без каких-либо искажений, требует оптимизации трех факторов:

Техника сканирования должна быть либо быстрой (например, в реальном времени), либо закрытой, чтобы избежать артефактов изображения из-за непроизвольных, дыхательных или сердечных движений.

Местонахождение и ориентация полученного 2-D УЗИ должны быть точно известны, чтобы избежать геометрических искажений в 3-D УЗИ,которые могут привести к ошибкам измерения и направления.

Сканирующее устройство должно быть простым и удобным в использовании, так что процесс сканирования может быть легко добавлен к обследованию или интервенционной процедуре.

Поскольку набор изображений 2-D ультразвука используется для реконструкции 3-D ультразвукового изображения, преобразователь должен быть перемещен таким образом, чтобы набор полученных 2-D ультразвуковых изображений охватывал интересующую область.Однако, 2-D массив позволяет преобразователю оставаться неподвижным, электронный сканер затем используется для просмотра ультразвукового зерна по всему объему,позволяет получать набор трехмерных изображений в режиме реального времени (.e. , 4-D ультразвуковое изображение).

УЗИ Допплера

В этом подходе используется двухмерный фазовый массив элементов преобразователя для передачи широко расходящегося луча ультразвука от массива, забирая объем в форме обрезанной пирамиды.Возвращенные эхо, обнаруженные 2-D массивом, обрабатываются для отображения множества плоскостей в режиме реального времени.Используя различные методы рендеринга изображений, пользователь может интерактивно контролировать и манипулировать этими плоскостями для изучения всего объема.

Было разработано много алгоритмов, которые помогают врачам и исследователям визуализировать и манипулировать 3D медицинскими изображениями интерактивно.Поскольку ультразвуковое изображение страдает от пятнистого изображения и плохого контраста ткани-ткани, отображение трехмерного изображения играет доминирующую роль в способности врача получать ценную информацию.

Кроме того, была разработана технология доплеровского ультразвука, например, спектральное доплеровское сканирование отображает информацию о спектре скоростей потока в зависимости от времени.Иногда его называют FFI (Fast Fourier Transform), потому что информация представлена в виде частотного спектра, указывающего на компоненты скорости.