مقاله در مورد اولتراسوند سه بعدی

بخشی از مقاله

چكيده
هدف در تصوير بردارري 3D مشاهدة ساختار آناتومي به صورت واقعي مي باشد. كه اين امر توسط سيستم هاي تصوير برداري 2D، نظير X-ray ,CT, MR و . . . امكان پذير نبوده است. در اين سمينار سعي شده است كه اين تكنيك كه به طور خاص مربوط به تصاوير اولتراسوند مي باشد معرفي گردد. لذا تكنيك هاي دريافت و اسكن تصاوير و سپس بازسازي تصوير 3D مورد بحث قرار خواهند گرفت. سپس جهت ترغيب به ادامه بحث ها مروري بر كار بردهاي وسيع اين روش تصوير برداري شده است.

متعاقباً تحقق سيستم اولتراسوند 3D آنژيوگرام 3D و ساخت تصاوير 3D كاروتيد شرح داده خواهد شد تا نمونه اي عملي از اين سيستم معرفي گردد. سپس در تكميل بخشهاي قبلي روشهايي كه درمقالات جهت بهبود تصاوير اولتراسوند 3D ارائه شده است، مورد بررسي قرار مي گيرد. و در ادامه مشاهدة زمان واقعي1 اولتراسوند 3D توسط كامپيوتر، كه روشي جديد مي باشد مورد بحث قرار مي گيرد وسپس كاربرد اولتراسوند 3D در پزشكي از راه دور 2 و در نهايت آيندة سيستم اولتراسوند 3D آورده شده اند.
اميد است كه اين سمينار زمينة تحقيق را براي علاقمندان به روشهاي تصوير برداري و بخص

وص تصوير برداري 3D فراهم سازد و ديگر دانشجويان را با اين سيستم تصوير برداري كه امروزه بسرعت در حال پيشرفت مي باشد و به سمت كاربرد روتين در پزشكي هدايت مي شود، آشنا نموده باشد.

مقدمه
در 100 سال گذشته تصوير برداري X- ray راهي براي مشاهدة بدن انسان بوده است كه توسط آن سايه اي دو بعدي از ساختارهاي سه بعدي توليد و روي آشكار ساز دو بعدي مثل فيلم ثبت مي گرديد.در اين روش تمام اطلاعات سه بعدي از بين مي رفتند.در 70 سال اول كشف X-ray تمام تلاشها بر اين بوده است كه تكنيك هاي تصوير برداري توسعه يابد و اطلاعات سه بعدي درون بدن در تصوير ثبت شده حضور يابد.در 1970 ،CT توليد شد و انقلابي در تشخيص راديولوژي ايجاد نمود براي اولين بار اطلاعات سه بعدي در تصاوير ثبت شده حاضر گشت،و به صورت سري اسلاي

دهايي با نقش هايي از بدن(يعني تصاوير 2-D ) در اختيار پزشكان قرار گرفت.بعلاوه،براي اولين بار در راديولوژي كامپيوتر در پردازش و نمايش تصوير به صورت متمركز استفاده شد.اطلاعات 3-D كاربردهاي زيادي در تشخيص راديولوژي دارد.از پيش گامان اين رشته هستند كاربرد پزشكي اولتراسوند به آرامي پيشرفت يافت و از سيستم هاي A-Mode به سيستم هايي تبديل شد كه تصاوير مقطعي شده read-time را از جريان خون و آناتومي ايجاد مي نمود.كيفيت تصاوير اولتراسوند جهت مديريت بهتر تعداد زياد بيماري ها و تشخيص بهبود يافت.اگر چه تصويربرداري اولتراسوند به علت اين كه هنوز پتانسيل كامل آن درك نشده است، لطمه ديده است.
توسعة تصويربرداري اولتراسوند 3-D راهي براي نشان دادن معايب تصويربرداري اولتراسوند مرسوم مي باشد.روش هايي در توسعه اولتراسوند 3-D مثل 3-D B-Mode، داپلر رنگي و سيستم هاي داپلر توان حاصل شده است.

فصل اول:
معرفي اولتراسوند 3D و
محدوديت هاي اولتراسوند 2D مرسوم

يكي از معايب تصويربرداري اولتراسوند 2-D وابستگي آن به تجربه و دانسته هاي تشخيص دهنده مي باشد تا مبدل اولتراسوند را هدايت كند تا به طور ذهني تصوير دوبعدي به سه بعدي تبديل گرددو تشخيص يا اجرا را به يك روند تداخلي تبديل نمايد.اين مشكل مقدمتاً نتيجه بكارگيري تكنيك تصويربرداري 2-D اولتراسوند كه به صورت فضايي قابل انعطاف مي باشد،براي مشاهده ساختار آناتومي مي باشد.
پروسه هاي درماني كه توسط اولتراسوند هدايت مي شوند دچار زيان خواهند شد،زيرا كمي كردن و مونيتو تغييرات كوچك در طول پروسه يا در طول يك دوره از زمان با محدوديت هاي 2-D مرسوم محدود شده است.و اين عمل و اتلاف وقت مي باشد و كافي نيست و نيز ممكن است به تصميم نادرست در خصوص تشخيص،مرحله بندي و در حين عمل جراحي گردد.بعلاوه قرار دادن صفحه

تصوير در اولتراسوند 2-D نازك در روي ارگان و توليد دوباره محل تصوير ويژه در زمان ديگر مشكل مي باشد.اين امرتصاوير D -2 اولتراسوند را براي مطالعات پس از عمل جراحي1 يك تصويربرداري ضعيف تلقي مي كند. همچنين، آناتومي بيمار و مسير هدف گاهي زاويه تصوير را محدود مي كند و صف

حه تصوير بهينه را براي تشخيص غير قابل دسترس مي سازد.
هدف تصويربرداري اولتراسوند 3-D فائق آمدن بر اين محدوديت ها مي باشد تا آناتومي بصورت 3-D جهت تشخيص مشاهده گردد و تغيير پذيري تكنيك هاي مرسوم را كاهش دهد.تصويربرداري اولتراسوند پزشكي به طور مقطعي مي باشد بنابراين اطلاعات لازم براي مشاهده سه بعدي را

فراهم مي سازد.اگر چه،برخلاف تصويربرداري MR و CT،كه تصاوير معمولاًدر يك نرخ آهسته از اسلايس هاي موازي پشت سرهم دريافت مي شوند،اولتراسوند تصاوير مقطعي در يك نرخ بالا

(16-10 تصوير در ثانيه)را باايجاد مي كند و جايگذاري تصاوير قابل انعطاف مي باشد.زيرا لزوماًنيازي به دريافت صفحات بصورت پشت سرهم ندارد.علاوه بر مشكلات بي نظيري كه فيزيك تصويربرداري اولتراسوند با‌آن روبرو مي باشد(لكه1، سايه2، اعوجاج3) نرخ بالاي دريافت تصوير و انعطاف پذيري تكنيك مرسوم بر مشكلات غلبه كرده و همچنين باعث به گسترش اولتراسوند از تصاوير 2-D به3-D و4-D شده است.
مقالاتي كه ابزار پزشكي تصويربرداري اولتراسوند 3-D را شرح مي دهند در خصوص بكارگيري آن در راديولوژي و echocardiology به چاپ رسيده است.اين مقالات نشان مي دهند كه سيستم هاي بسياري جهت توليد تصاوير 3-D اولتراسوند ايجاد شده اند كه به سادگي توسط 2 بلوك نشان داده شده در شكل 1 قابل شرح هستند.[1] بلوك ابتدايي مربوط به تكنيك دريافت هاي متعددي مي شود كه به كار گرفته شده اند.بلوك دوم مربوط به ثبت تصاوير اولتراسوند قبل از بازسازي مي

باشد.بلوك سوم بازسازي تصاوير 3-D از تصاوير 2-D ثبت شده است.بلوك انتهايي تكنيك مشاهده براي نمايش تصوير 3-D را مهيا مي سازد.تمام بلوك ها در فصول بعدي توصيف مي گردند.

شكل1- شماتيك بلوك ديافراگم كه چهارمرحله از سيستم تصوير برداري اولتراسوند 3-D را نشان مي دهد. مرحله اول مربوط به سخت افزار دريافت در تصوير برداري كه براي هدايت مبدل به كار گرفته مي شود؛ دوم، روندي كه توسط آن تصاوير اولتراسوند 2-D دريافت مي شوند؛ سوم، تكنيك هاي بازسازي به كارگرفته براي دستيابي به تصوير3D: و چهارم، تكنيك نمايش به كار گرفته شده براي مشاهده تصوير3 –D ، مي باشند.

فصل دوم:
تكنيك هاي دريافت و اسكن

انعطاف پذيري هندسه دريافت تصوير،اولين جزء سيستم در شكل 1 را به دو علت حياتي مي سازد.ابتدا،از آنجائيكه سري تصاويري كه براي تصوير گيري3-D مورد نياز است مي تواند در جهات متفاوت گرفته شود،موقعيت نسبي و زاويه آنها بايد به درستي شناخته شده باشند تا اعوجاج هندسي رخ ندهد.ثانياً ،براي جلوگيري از آرتيفكت و اعوجاج مربوط به تنفس،قلب و حركات غير اختياري دريافت تصوير بايد به سرعت اجرا گردد يا بطور مناسبي دريافت گردد.سه راه حل پيشنهاد شده است:
دريافت دستي ، موقعيت گذار2هاي مكانيكي و پروب هاي 3-D.

1-2-دريافت Free – hand:
در دريافت Free-hand،اپراتور يك پروب تركيبي مجتمع را نگه مي دارد و در يك روندمعمول روي آناتومي اي كه بايد ديده شود، هدايت مي نمايد.تصاوير با موقعيت ها و زاويه هاي انتخابي كه تحت كنترل اپراتور مي باشد،دريافت مي شوند.اين تكنيك مزيت هاي ويژه اي را ارائه مي دهد زيرا اپراتور مي تواند ديد و نيز موقعيت بهينه را انتخاب كند .همچنين سطوح پيچيده بيمار را مطابقت مي دهد. اين مزيت بي نظير محدوديت جدي اي روي سيستم 3-D اعمال مي نمايد.
براي بازسازي هندسه صحيح 3-D،زاويه و موقعيت نسبي دقيق پروب اولتراسوند بايد براي هر تصوير دريافت شده مشخص باشد.بعلاوه اپراتور بايد مطمئن باشد كه در طول اسكن آناتومي تح

ت مشاهده هيچ فاصله اي باقي نماند.سه روش اساسي براي اين مشكل رديابي توسعه يافته است:
موقعيت ياب هاي اكوستيك،بازوي مفصل بندي شده و الكترو مغناطيسي،همانطور كه

شكل 2- شماتيك سه روش پايه براي دريافت موقعيت و جهت مبدل اولتراسوند براي تكنيك دريافت Free- hand: موقعيت ياب هاي(a)اكوستيك،(b)بازوي مفصل دار،(c) الكترومغناطيسي

2-2- موقعيت ياب اكوستيك:
معمولترين روش دريافت تصاوير Free-hand ,3-D بر پايه دامنة اكوستيك مي باشد همانطور كه در شكل a2 نشان داده شده است.زاويه و موقعيت ترانسديوسر با نصب سه وسيلة انتشار صوت (براي مثال، شكاف جرقه زن2) موقعيت هاي ثابت نسبت به هم روي مبدل بدست مي آيد.يك آرايه از ميكروفون ها معمولاً بالاي بيمار نصب مي گردند.براي بدست آوردن اطلاعات لازم براي بازسازي تصوير 3-D،اپراتور مبدل را آزادانه روي بيمار، در حاليكه وسايل انتشار صوت فعال مي باشند حركت مي دهد.با دانستن اطلاعات سرعت صوت در هوا،موقعيت هاي ميكروفون ها و اندازه زمان پرواز3 پالسهاي صوتي،موقعيت و زاويه مبدل به طور دائم مي تواند مونيتور گردد.بطور واضح،براي بدست آوردن داده هاي مناسب،ميكروفون ها بايد در يك روندي در اطراف بيمار قرار داده شوند،كه خطوط ديد منتشر كننده ها مانع يكديگر نشوند و به اندازه كافي بايد نزديك مبدل باشند تا قادر باشد پالسهاي صوتي را آشكار سازد،همچنين تصحيح مربوط به اختلاف در سرعت صوت بر اثر تغييرات در دما و رطوبت بايد صورت گيرد.

3-2- موقعيت ياب بازوي مفصل دار:
ساده ترين روش توسط نصب مبدل روي سيستم بازوي مكانيكي با مفاصل قابل حركت چند گانه بدست مي آيد،كه به اپراتور اجازه ميدهد تا مبدل.مر به طريق پيچيده اي هدايت شود و زاويه و ديد دلخواه ( در شكل b2 ملاحظه نمائيد) بدست آيد.
پنانسيومترهايي در مفاصل با بازو هاي متحرك جاسازي شده اند، بنابراين زاويه مفاصل اندازه گيري و ثبت مي شود.توسط اين اندازه ها موقعيت و زاويه ترانسويومر مي تواند بطور مداوم محاسبه و مونيتور گردد.
اين روش به شيوه هاي متعددي اجرا مي شود،مقدمتاً براي اندازه گيري هاي اكوكارديوگرافي از حجم بطن،برخي از اين اجراها حركت را به يك محور محدود مي نمايد تا دقت افزايش يابد،در حاليكه در بقيه آزادي كامل وجود دارد.تا حد ممكن با كوتاه نگه داشتن بازوهاي منفرددقت حاصل مي گردد،اگر چه حجم تصوير را محدود مي نمايد.

4-2- سنسور ميدان مغناطيسي:
روش ديگر استفاده از سيسور مغناطيسي با 6 درجه آزادي مي باشد تا موقعيت و وضعيت مبدل را اندازه گيري نمايد. اين وسيله در شكل c2 نشان داده شده است و شامل يك فرستنده مي باشد كه در نزديك بيمار قرار داده مي شود و يك دريافت كننده كه روي پروب نصب شده است.فرستنده يك ميدان مغناطيسي متغير فضايي را توليد مي نمايد و دريافت كننده شامل سه سيم پيچ عمودي است كه قدرت ميدان را اندازه گيري مي نمايد. با اندازه گيري ميدان مغناطيسي محلي موقعيت و زاوية دريافت كننده نسبت به فرستنده قابل تخمين خواهد بود.نوعاً،اندازه هاي ميدان در HZ-100 مي باشند،بنابراين مونيتور كردن دائم مبدل اولتراسوند ممكن خواهد بود. اندازة دريافت كننده حدود cm316 مي باشد و نصب آسان را برروي مبدل اولتراسوند بدون تداخل با كاربرد معمول آن امكان پذير مي باشد.
اگر چه اين روش خيل قابل انعطاف مي باشد به بازسازي دقيق3-D اي نياز دارد كه در آن تداخل الكترومغناطيسي حداقل گردد،فرستندة نزديك به دريافت كننده اندازه گيري هاي ميدان را با S/N كافي انجام مي دهد و فرو يا فلزهاي با هدايت بالا كه ميدان مغناطيسي را دچار اعوجاج مي نمايند از اطراف دور باشند. اين محدوديت ها مي تواند با پيش احتياط هاوقي به كار مي رود.

5-2- موقعيت گذارهاي مكانيكي :
اگر چه روش اسكن نمودن Free-hand 3-Dقابليت انعطاف وسيعي را مي دهد مشكلات نونيز و فواصل اسكن كيفيت تصوير را مخصوصاً وقتي ساختارهاي كوچك در رزولوشن بالا مورد تصويربرداري قرار مي گيرند،كاهش ميدهد. يك راه جلوگيري از اين مشكلات به كارگيري پروب3-D مكانيكي مي باشد كه سه بعد بدقت با حركت مكانيكي مبدل حاصل مي گردد.همانطور كه ترانسديوسر حركت داده مي شود،تصاوير اولتراسوند 2-D در فواصل فضايي از قبل تعريف شده حاصل مي شوند،بنابراين توالي تصويرگيري حجم مورد تصويربرداري را به درستي نمونه برداري مي نمايد،بدون اينكه هيچ ناحيه اي باقي بماند. يك تعداد از محققين و شركت هاي بازرگاني انواع مختلف پروب هاي مونتاژشدة 3-D مكانيكي را توسعه دادند.اين مونتاژ از مبدلهاي آرايه اي – خطي يا مكانيكي كه در يك مجتمع سوار شده اند،استفاده مي نمايد و انتقال يا چرخش مبدل توسط يك موتور انجام مي شود.وقتي موتور فعال مي گردد (معمولاً تحت كنترل كامپيوتر)،مبدل مي چرخد يا منتقل مي گردد و به سرعت سطح ناحيه جاروب مي شود.از آنجائيكه هندسه اسكن از قبل براي ابزار اسكن مشخص شده است،هيچ فريم خارجي مرجعي نياز نيست.به علت اينكه پارامترهاي هندسي مورد نياز مي تواند به خوبي محاسبه گردد،بازسازي مؤثر مي باشد.

اندازه سايز اين وسايل از مكانيزم هاي مجتمع كوچك كه موتور و مبدل را در هم جاي داده و يك پروب مجتمع 3-D را ايجاد مي كند،تا مكانيزم هايي كه موتور به توسط يك بست خارجي به يك پروب 2-D متصل شده است، مي باشند.
پروب هاي 3-D مجتمع كوچك كاربرد آساني را براي كاربر فراهم مي كند اگر چه به كارگ

يري آنها نياز به خريداري سيستم اولتراسوند خاص دارد. وسايل خارجي كه منتج به دستگاههاي bulkier شده اند، اما با مبدل هاي 2-D موجود،نياز به خريد يك ماشين جديد گران براي رسيدن به قابليت تصويرگيري3-D را دارد. اين روش تصويرگيري 3-D توسط سه نوع حركت اساسي اجرا مي شوند كه در شكل 3 نشان داده شده است. اسكن خطي، Fan و گردشي.

شكل 3- شماتيك سه نوع حركت پايه كه در سيستم هاي اولتراسوند3-D اسكن مكانيكي
استفاده مي شود: (a)خطي، (b)Fan ،(c)گردشي
1-5-2- اسكن خطي
در اين روش مبدل اولتراسوند مرسوم روي يك پيچ هدايت كننده نصب شده است كه با موتور حركت مي كند(شكل a3).گردش پيچ هدايت كننده مبدل را در يك مود خطي حركت مي دهد،كه موازي با پوست بيمار است و عمود بر صفحة تصوير.مبدل مي تواند براي تصويرگيري رنگي داپلر استفاده گردد. همچنين،فركانس نمونه برداري فضايي دريافت تصوير(مثلاً پله اي يا فواصل نمونه برداري)، مي تواند بر پاية رزولوشن ارتفاع1 مبدل باشد، بنابراين ناحيه مورد تصويربرداري از يك عمق خاص به طور صحيح نمونه برداري مي گردد. از آنجائيكه تصاوير 2-D دريافت شده موازي يكديگر هستند و با فواصل از پيش تعيين شده جدا شده اند،بازسازي به طور بسيار مؤثري مي تواند انجام گردد Downey يك سيستم اسكن خطي را نشان مي دهد كه درت آن تصوير3-D براي مشاهده كمتر از 5/0 ثانيه بعد از دريافت 200 تصوير،قابل دسترس مي باشد كه هر كدام از آنها 352*356 پيكسل مي باشند.
كاربردهاي موفق اسكن خطي براي تصوير برداري عروق با به كارگيري Bmode،داپلر رنگي و تصويربرداري داپر توان گزارش شده اند.اين نتايج مزيت هاي انعطاف پذير بودن را كه توسط نمونه برداري فضايي خطي ارائه ميگردد را نشان مي دهد و نزول اطلاعات تصاوير3-D را حداقل مي نمايد.بقيه از اين روش براي اكوكارديوگرافي استفاده مي كنند. كه در آن از صفحه اسكن افقي استفاده مي گردد. تصوير 3-D به عنوان يك دس

ته از صفحات توليد شده توسط عقب نشيني مكانيكي پروب حاصل مي گردند.
( تكنيك Pullback).

2-5-2- اسكن Fan :
در اين هندسه اسكن،مبدل(و بنابراين صفحه تصويربرداري) در حول يك محور در روي مبدل مي چرخد،همانطور كه در شكل b3 نشان داده شده است.اين نتايج در يك اسكن زاويه اي صفحات Fan را ايجاد مي كند،كه در آن جدا سازي زاويه اي از پيش تعيين شده مورد نياز است.در سيستم هايي كه مونتاژ خارجي دارند،مبدل در طول پوست حركت نمي كند ولي در اتصال با پوست يك لو را ايجاد مي كند. اين روش ساده طراحي فشرده اي را براي مجتمع هاي خارجي و مبدل هاي مجتمع 3-D ارائه مي دهد. اجتماع تصوير برداري اكوستيك و

Kretztechnik نشان داده اند كه مبدلهاي مجتمع 3-D براي كاربرد در تصويربرداري مامايي و شكمي استفاده مي شوند. كاربردهاي موفق در اكوكارديوگرافي توسط. TomTec Inc با به كارگيري روش transesophageal حاصل شده كه در آن صفحه تصويربرداري عمود مي باشد.(يعني موازي با محور پروب) يا افقي،و پروب با يك موتور خارجي با محور گردش در طول محور مركزي پروب،گردش مي كند.
مزيت اين تكنيك اين است كه مكانيزم (وسايل خارجي و هم مجتمع ها) به طور مؤثر كوچك مي شوند و هدايت آنها با دست راحت تر ميگردد. به خاط اينكه پله هاي زاويه اي ميان صفحات به دست آمده ثابت مي باشد،فواصل ميان نواحي نمونه برداري شده به عمق بستگي دارد. نزديك مبدل،جائيكه رزولوشن ارتفاع باريك است،فواصل نمونه برداري كوچك هستند، در حاليكه در ميدان دور جائيكه،رزولوشن ارتفاع (elevational) ضعيف است،فواصل نمونه برداري بزرگ هستند.بنابراين رزولوشن در تصوير 3-D همسانگرد1 نيست، اما نزول آن با انتخاب مناسب فاصله زاويه اي اسكن حداقل مي‌گردد.

3-5-2- اسكن چرخشي :
در اين هندسه اسكن،مبدل داخل يك مونتاژ خارجي قرار گرفته كه پروب با يك محور گردش در طول محور مركزي پورب مي چرخد ( شكل c3).در اين روش،نوك پروب و محل قرار گيري پروب ثابت باقي مي ماند و تصاوير دريافت شده از يك حجم سكه اي در يك مود پروانه اي شكل سطح پيمايي مي شوند،همانطور كه در روش دريافت Fan،پله زاويه اي ثابت است،در يك فاصله نمونه برداري فضايي نتيجه مي شود كه از محور گردش به دور زياد مي گردد. بنابراين رزولوشن در تصوير 3-D با روند پيچيده اي متفاوت است. عموماً، رزولوشن بطور محوري كاهش يابد،كه مربوط به نزول در رزولوشن ارتفاع تصوير 2-D است و همچنين در يك راستاي عمود (دور از محور گردش) كه مربوط به نمونه برداري فضايي sparser است كه از پله زاويه اي ثابت نتيجه مي شود،نزول م

ي يابد.
با اين روش،صفات دريافت شده در مركز حجم در طول محور گردش تقسيم مي گردند.اگر هر گونه حركتي در طول اسكن انجام شود و غير از گردش خواسته شده در حول محور پروب باشد،مربوط به پروب يا بيمار، در آنصورت صفحات دريافت شده موافق نيستند (يعني تصاوير 0ه،هندسه مربوطه صفحة تصوير برداري و محور گردش يابد به درستي شناخته شده باشند تا از آرتيفكت جلوگيري گردد.بويژه شيب يا انحراف از محور گردش صفحه تصويربرداري،بايد شناخته شده باشد و اصلاح شود،تا از آرتيفكت هاي معني دار در مركز تصوير جلوگيري گردد.

فصل سوم:
بازسازي تصوير 3 -D

بازسازي تصوير 3-D به نسل 3-D اي اشاره مي كند از سري تصاوير 2-D دريافت شده از ساختارهاي مورد آزمايش، ايجاد مي شوند.اين پروسة بازسازي به دو شيوة جداگانه اجر ا مي شوند.در ابتدا،سري تصاوير 2-D بخش بندي مي شوند تا شكل دلخواه قبل از تصوير 3-D بازسازي گردد.براي مثال براي تصويربرداري اكوكارديوگرافي براي مرزهاي ميان حفره هاي پرخون و بافت قلب بصورت دستي يا اتومات مرزبندي مي شوند.از توصيف مرزها،يك مدل سطحي 3-D توسعه يافته و با تكنيك هاي مختلفي ديده شده است.اين روش در تصويربرداري IVUS 3-D1 نيز استفاده مي گردد تا مجراي داخل رگ بازسازي گردد.
روش دوم از سري تصاوير 2-D بدست آمده استفاده مي كند تا يك حجم 3-D دكارتي و بر پايه وكسل (يعني،شبكه 3-D) با جايگذاري هر تصوير 2-D بدست آمده در محل صحيح خودش در داخل حجم،ساخته شود.مقادير سطوح خاكستري وكسل توسط تصاوير 2-D كه نمونه گيري نشده اند با دروينابي ميان تصاوير مربوطه محاسبه
مي گردند.اگر تصاوير حاصله حجم را بدرستي با توجه به تئوري نرخ نايكوسئيت نمونه برداري نمايد، در آنصورتaliasing رخ نخواهد داد.
اگر چه،اگر حجم به علت فاصله خيلي بزرگ ميان تصاوير بدست آمده به درستي نمونه برداري نشود،اطلاعات تصوير از بين خواهند رفت.بنابراين،با فاصله بندي مناسب تصويرهاي دريافتي تمام اطلاعات تصوير 2-D حفظ مي گردند و اجازة ديد صفحات دو بعدي اصلي و ديگر ديدها را نيز فراهم خواهد كرد.سپس هر بخش بندي اي براي استخراج شكل هاي مورد نياز يا جهت اندازه گيري مي تواند با تصوير 3-D بر پاية و كسل اجرا گردد. مزيت روش اول اين است كه مقدار اطلاعات را كاهش مي دهد و اجراي 3-D مؤثر را فراهم مي نمايد.همچنين،تصاوير 3-D با كنتراست افزايش يافته ميان ساختارهاي بخش شده را ايجاد مي كند.اين نقش مهم همچنين مي تواند يك عيب عمده باشد،زيرا روندبخش بندي اطلاعات ناخواسته را حذف مي كند و به طور ساختگي كنتراست تصوير را قابل توجه مي كند.

براي جلوگيري از آرتيفكت تصوير پروسة بخش بندي بايد دقيق باشد- يك كار مشكل در مواردي كه كنتراست تصوير پايين است.عيب ديگر اين است كه فاز بخش بندي بويژه در نواحي كنتراست تصوير زمان بر مي باشد.
در روش دوم،كه در آن تصوير 3-D بر پايه وكسل توليد مي شود،هيچ زمينه اي در مورد دلخواه بودن اطلاعات وجود ندارد،بنابراين هيچ اطلاعاتي در طول بازسازي 3-D از بين نمي رود.بيان سه بعد

ي وكسل به تكنيك هاي اجراي متفاوتي اجازه اجرا ميدهد،مثل آنهايي كه بر پاية نگاشت بافت1 و ray- casting مي باشند.اگر چه اين روش منتج به فايلهاي دادة بسياري مي شود،كه جهت ديدن و اندازه گيري هندسي در زمان واقعي بايد اداره گردند.فايلهاي داده به بزرگي MB 96 در تصويرگ

يري 3-D پروستاب جهت هدايت Cryosurgical گزارش شده است.پروسة بازسازي به تداخل هيچ كاربري نياز ندارد و به راحتي با روش موقعيت گذاره هاي مكانيكي براي حركت مبدل اتومات شده است.هندسه اسكن 3-D بايد به عنوان يك اولويت شناخته شده باشد،بنابراين محاسبة خيل

ي از پارامترهاي هندسي انجام مي شود و زمان بازسازي كوتاه را ايجاد مي نمايد.
1-3-آرايه هاي 2-D :
تكنيك هاي شرح داده شده در بالا تماماً تصاوير 2-D توليد شده،توسط مبدل هاي اولتراسوند مرسوم با اسكن هاي 2-D الكترونيكي يا مكانيكي را به كار مي گيرند.اطلاعات بعد سوم با حركت فيزيكي مبدل با بكارگيري ابزار مكانيكي و يا توسط دست اپراتور حاصل مي گردد. يك روش متفاوتي توسعه يافته است كه از مبدل هاي،آرايه اي 2-D استفاده مي كند. و در شكل 4 به صورت شماتيك نشان داده شده است.

شكل 4- شماتيك آرايه 2-D كه در سيستم اولتراسوند 3-D Real-time به كار برده مي شود.

اطلاعات بعد سوم با جايگذاري حركت فيزيكي مبدل توسط اسكن الكترونيكي حاصل مي گردد.در اين روش،آرايه 2-D يك پالس اولتراسوند را توليد مي كند كه از آرايه در يك شكل هرمي مشتق مي شود. اكوها براي توليد اطلاعات 3-D بصورت real-time پردازش مي شوند.اين نمونه از مبدلها،تصاوير 3-D اكوكارديوگرافيrealtime را ايجاد
مي كنند.اگر چه اين روش در مراحل اوليه توسعه است و كار زيادي جهت كاربرد روتين آن نياز مي باشد،ولي بخوبي نشان داده مي شود كه براي اكثر دريافت هاي تصاوير 3-D اولتراسوند يك روش نهايي مي باشد.اين يادآوري اي از تغيير تصويربرداري 2-D از مبدلهاي مكانيكي به مبدلهاي الكترونيكي آرايه اي فازي مي باشد.اگر چه، قبل از اين كه آرايه هاي 2-D استفاده گردند بر تعدادي از مشكلات بايد غلبه نمود،كه مربوط به بازده كم ساخت تعداد زيادي از المانهاي كوچك،همچنين اتصال و بسته بندي تعداد زياد سيم ها
مي باشند.

اجراي اولترا سوند 3-D :
مشخصات سيستم دريافت تصوير اولتراسوند 3-D در تخمين كيفيت تصويرنهايي بسيار حائز اهميت مي باشد.با اين همه تكنيك اجراي انتخاب شده نقش مهم و با گذشت زمان نقش اصلي را در تخمين اطلاعات فرستاده شده به اپراتور در صفحه نمايش تصوير اولتراسوند3-D را ايفا مي نمايد.تكنيك هاي متفاوتي براي نمايش تصوير 3-D وجود داد كه به سه گروه زير دسته بندي مي شوند :

ديد بر پاية سطح، Multi –Plannar و بر پاية حجم مي باشند.
عموماً انتخاب بهينه تكنيك اجرا با توجه به كاربردهاي كلينيكي مشخص زده مي شود.

2-3- تكنيك هاي ديد بر پاية سطح :
معمول ترين تكنيك نمايش 3-D بر پاية مشاهدة سطوح ساختارها يا ارگانها مي باشند. در اين روش،مرحلة بخش يندي يا كلاسه بندي از اجرا پيش قدم هستند.در مرحله اول، اپراتور يا الگوريتم هر وكسل را آناليز مي كند و ساختارهايي را كه به آن تعلق دارد را تخمين مي زند.الگوريتم ها مي تواند به آساني آستانه گذاري شوند،يا بطور پيچيده تر،برپاية آثار و خواص هندسي بخش هاي تصوير باشند.همچنين،تكنيك مي تواند دستي ،متكي بر اپراتور جهت تخمين مرزهاي ساختارها، يا تكنيك هاي اتومات شده، باشد. وقتي بافت ها يا ساختارها كلاسه بندي شوند دو روش اساسي براي ديدن وجود دارد: Wire –Frames و اجراي سطحي.
Wire –Frame ساده ترين روش است.در اين روش،مرزهاي ميان ساختارها با شبكه اي از خطوط كه مي تواند در پرسپكتيو 3-D ديده شود،ارائه مي گردند.اين روش،براي نمايش جنين، ساختارهاي متفاوت شكمي، مطرح آندوكارد و اپيكارد(پوشش داخل و خارج قلب)، قلب و زخم هاي جداري به كار گرفته مي شود.
در تكنيك اجراي سطحي ، بيانهاي سطحي سايه زده مي شوند و حذف مي گردند و گاهي اوقات سرنخ هاي عمق اضافه مي گردد. بنابراين هندسه 3-D و توپوگرافي به راحتي درك مي شود. گردش اتومات يا حركت كنترل شده توسط كاربر عموماً براي مشاهده آناتومي از پرسپكتيوهاي مختلف توسط اپراتور،مفيد است.

3-3- ديد چند صفحه اي1
مشاهده چند صفحه اي نياز دارد كه يك تصوير بر پاية وكسل 3-D بازسازي گردد و به

آساني توسط الگوريتم نماي قايل دستيابي باشد.اطلاعات تصويرمي تواند با به كارگيري دو تكنيك ديده شود.در ابتدا،ابزار تداخلي كاربرد وكامپيوتر براي اپراتور فراهم شده است تا اجازة انتخاب صفحات را بدهد،شامل شيب،از حجمي براي مشاهده همانطور كه تصاوير 2-D اصلاح شده اند.با درونيابي مناسب،اين صفحات مشابه به صفحاتي به نظر مي رسند كه با تصويربرداري

اولتراسوند 2-D حاصل مي گردند.اغلب سه صفحه قائم به طور همزمان روي صفحه نمايش،همراه اشاره هاي صفحه به مبدأ هاي مربوطه و تقاطع هاي آنها، مشاهده شوند.اين اشاره ها جهت يابي صفحات اصلاح شده را سهل تر مي كند و به اپراتور كمك مي كند تا آزمايش را هدايت كند.اين تكنيك به طور موفق در يك سيستم بازرگاني 3-D توسعه يافته توسط Kretztechnile استفاده مي گردد.
تكنيك دوم بر پايةمشاهده ‌چند صفحه اي با نگاشت بافت مي باشد.در اين تكنيك تصوير3-D به عنوان چند وجهي كه مرزهاي حجم بازسازي شده را ارائه مي كند مهيا شده است. هر وجه چند وجهي با تكنيك نگاشت بافت توسط تصوير اولتراسوند مناسب براي آن صفحه اجرا مي گردد.چند وجهي مي تواند چرخش نمايد تا تصوير دلخواه بدست آيد و سپس هر كدام از وجه ها مي تواند به داخل يا خارج (يعني اسلايس)، موازي اولي حركت داده شود يا به طور قائم درباره جهت يابي گردد در حاليكه اطلاعات مربوطه اولتراسوند در زمان واقعي روي وجه جديد نگاشت بافت مي گردد.در اين راه،اپراتور هميشه اشاره هاي تصوير 3-D مربوطه به صفحه اي كه را دارد كه به سمت بقية آناتومي مي رود.شكل 5 سه مثال از كاربرد اين روش را در نمايش 3-D آناتومي را ميدهد.شكل a6 يك تصوير رنگي داپلر 3-D بخش بندي شده را براي نشان دادن جريان خون معمول، داخلي و خارجي سرخرگ كاروتيد را نشان مي دهد.اين تصوير با روش اسكن خطي مكانيكي دريافت شده است.شكل b5 يك تصوير 3-D از يك غدة پروستات را كه با روش اسكن گردشي مكانيكي حاصل شده نشان مي دهد و شكل c5 تصوير يك رحم آبستن دوقلو را نشان مي دهد كه همچنين با روش اسكن گردش بدست آمده است.اين روش با سيستم تصويربرداري Life بطور موفق

در تعدادي از كاربردهاي تصويربرداري از بافت هاي نرم به كار گرفته شده است.

شكل5- تصاوير 3 –D اولتراسوند كه باتكنيك ديد چند صفحه اي توسط سيستم تصوير برداري
Life Inc (London , Canada) . (a)تصوير 3-D رنگي داپلر از سرخرگ هاي كاروتيد كه با اسكن خطي حاصل شده است. دريافت در پيك سيستول با ورودي قلب گرفته شده اند بنابراي

ن يك مبدل آرايه – خطي ATL در هر ضربان قلب mm5/0حركت مي كند تا 140 تصوير در حدود دو دقيقه دريافت شود. (b) تصوير 3-D از غدة پروستات با 200 تصوير در حدود 13 ثانيه توسط تكنيك گردش اسكن در
˚ 200. (c) تصوير 3-D از دوقلوهاي سه هفته اي با پروب زيمنس echo –cavity و گردش ˚200 و دريافت 200 تصوير در حدود 13 ثانيه

4-3- تكنيك هاي بر پاية حجم :
هر دو تكنيك هاي چند صفحه اي و برپاية سطح تصوير 3-D را به سمت نمايش دادة 2-D با به كارگيري سطوح Plannar و پيچيده كاهش ميدهد.به دليل اينكه حس بينائي ما بسيار مناسب ديدن و تفسير سطوح است،اين دو روش به راحتي توسط اپراتور درك مي شوند و به آموزش كمتري نياز دارد.اگر چه تكنيك نمايش بر پاية سطح بخش كوچكي از اطلاعات كامل 3-D بدست آمده را در هر زمان ارائه مي دهد.يك جايگزين،تكنيك اجرا بر پاية حجم است،كه براي مشاهده گر يك نمايش از كل تصوير 3-D را بعد از اينكه به يك صفحه 2-D انداخته شد،فراهم مي كند. معمولترين روش به كارگيري تكنيك ray-casting مي باشد كه يك آرايه دو بعدي از پرتوها را به سمت تصوير 3-D مي برد. هر پرتو تصوير 3-D را در طول يكسري از وكسل ها تقطيع مي كند.مقادير وكسل براي هر پرتو وزن داده مي شود(يعني،صفر اگر يك ساختار بايد حذف گردد) و سپس اضافه مي گردد تا تصوير وزن داده شدة – چگالي1 شكل گيرد و آناتومي در يك روند نيمه شفاف نشان داده مي شود.
روش معمول ديگر اين است كه تنها وكسلهايي با ماكزيمم قدرت در طول هر پرتو نمايش داده شوند،تا تصوير ماكزيمم شدت2، ايجاد گردد. مثالهاي هر دو در شكل 6 نشان داده شده است.براي دستيابي به اين تصاوير،كليه درشكل a6 ،طحال در شكل b6 ابتدا با استفاده از تكنيك اسكن خطي free – hand ،بدون هيچگونه اطلاعات موقعيت يا جهت اسكن شده اند. تصويرهاي 3-D بازسازي مي گردند و سپس با به كارگيري اجراي تكنيك “وزن داده شدة -چگالي” در شكل a6 و تصوير با شدت ماكزيمم در شكل b6 نشان داده شده اند.

شكل 6- دو تصوير 3-D اولتراسوند داپلر توان كه تكنيك بر پاية حجم را به كار گرفته اند. تصاوير تكنيك با اسكن خطي حاصل شده اند و سپس بازسازي و اجرا گشته اند: (a) تصوير چگالي كليه و (b) تصوير ماكزيمم شدت طحال را نشان ميد هند.

تكنيك هاي بر پاية حجم،كه آناتومي را در روند نيمه شفاف نشان مي دهد همانطور كه در راديوگرافي x-ray است نشان مي دهد،تمام اطلاعات 3-D را حفظ مي كند اما آنرا بعد از پردازش غير خطي براي مشاهده روي صفحة 2-D مي اندازد.

اگرچه اشاره هاي عمق اضافه مي گردند (يعني مشاهده سه بعدي)،اين روش تصاويري ميدهد كه تعبير مشكلي دارند.بنابراين اين روش براي ساختارهاي آناتوميكي ساده بسيار مناسب است كه در آن پارازيت حذف شده است. تعدادي از محققين كاربردهاي موفقي را،بويژه در نمايش جنين و آناتومي عروق نشان داده اند.

فصل چهارم:
كاربردهاي 3 – D Ultrasound

اگر چه تصويرگيري اولتراسوند3-Dبيش از يك دهه است كه مورد تحقيق واقع شده است،در حال حاضر به طور جدي مورد بررسي مي باشد و به عنوان تصويرگيري در كاربرد پزشكي روزمره مورد آزمايش است.پيشرفت هايي در الگوريتم هاي بازسازي،تكنيك هاي نمايش و كامپيوتر جهت افزايش منافع پزشكي مورد نظر مي باشند.
مطالعات اخير نشان داده است كه به كارگيري اولتراسوند3-D در ارزيابي دقيق حجم ها و نمايش اطلاعات در يك روندي كه قبل از آن با تكنيك هاي مرسوم ممكن نبوده است،مؤثر مي باشد.مزيت ديگر آن زمان آزمايش كمتر بيمار است.
در سونوگرافي مرسوم،آزمايش كننده به طور تكراري همان حجم از بافت را براي ساخت تصوير ذهني از ساختار 3-D مورد آزمايش قرار مي دهد.با اولتراسوند 3-D، يك اسكن تنها از پروب اولتراسوند براي بازسازي كل حجم كافي است،كه بعد از آن مي تواند بطور مكرر در صورت عدم حضور بيمار مورد آزمايش واقع شود.بنابراين،زمان آزمايش بيمار كاهش مي يابد و پزشك حجم را با كامپيوتر در يك روند مناسب بازبيني مي كند.

1-4-اولتراسوند 3-D داخل عروق :
اولتراسوند داخل عروق 2-D (IVUS)،نشان داده شده است كه تكنيك مفيدي براي ارزيابي مستقيم و اندازه هاي سطح سنجي از ابعاد عروق و آنزوم (تودة چربي) مي باشد[4] گرچه،ارزيابي دقيق حجم آنزوم و مقايسه بخش هاي مجاور نياز به بازبيني تصاوير ثبت شده دارد.يك تعدادي از محققين تكنيك هاي 3-D (IVUS) براي ارزيابي مؤثر هندسة عروق را توسعه داده اند.اين روشها از يك مبدل IVUS استفاده مي كنند كه در سرخرگ تحت آزمايش و به طور پيشرفته تر در مكاني از ناحية مورد تصوير تحت فلوروسكوپ يا هدايت گر اولتراسوند ارائه مي گردد،براي دستيابي به اطلاعاتي كه براي بازسازي يك تصوير 3-D مورد نياز است،مبدلهاي IVUS كه 360 ديد مقطعي عمود به محور پروب (ديد كناري1) را مهيا مي كند، استفاده مي شود،سپس عقب نشيني به صورت مكانيكي يا دستي(روش Pullback صورت مي گيرد).نرخ عقب نشيني نوعاً mm/s 5 تا 5/2 است و تصاوير مي توانند روي نوار ويدئو براي رقمي نمودن و بازسازي بعد از آن و يا روي كامپيوتر جهت رقمي نمودن مستقيم ذخيره گردند.
اخيراً مبدلهاي IVUS بيشتر يك ديدي را در جلوي نوك مبدل ايجاد مي كند و براي رگ هاي به هم جفت شده و يا باريك مورد استفاده قرار مي گيرد،زيرا مبدل IVUS ديد كناري نم

ي تواند از كنار تنگي عبور داده شود.با اين مبدلهاي ديد جلو،مبدل در يك مكان سرخرگ ثابت مي ماند اما در طول محور خودش مي چرخد،و تصاوير مورد نياز را با اسكن گردشي توليد مي نمايد. در اين روش ها ديوارة‌ رگ شناخته شده است و خطوط اصلي به صورت دستي يا نيمه اتومات در 3-D انجام مي شود.
بطور واضح،مزيت اصلي 3-D IVUS اين است كه رزولوشن دقيقي را ايجاد مي كند و تصاوير 3-D جزئي شده از نواحي رگي كوچك ناحية مورد تصوير دارد( m3،5/1).عيب روش عقب نشيني اين است كه اعوجاجهاي هندسي رخ مي دهد،زيرا بازسازي تصوير در مركز مبدل مي باشد.هر گونه خميدگي رگ،حركت مبدل از يك طرف به طرف ديگر و يا ديگر تغييرات هندسي از يك خط مستقيم در تصوير 3-D به طور صحيح حاضر نمي شوند.مبدل هاي IVUS ديد از جلو سختي اين مشكلات را كمتر مي كند.اگر چه براي تصوير برداري با رزولوشن خوب ديد جلوي آن به حدود cm1 محدود مي گردد.
اگر چه،تصوير برداري اولتراسوند يك تكنيك مهم مي باشد،اگرچه پيشرفت هاي تكنيكي اي مورد نياز است تا قدرت كامل آن براي تشخيص و ادارة بيماري هاي عروق و مشاهدة عروق كوچك درك گردد.مشاهدة 2-D از آناتومي 3-D با به كارگيري پروسه هاي اولتراسوند مرسوم،قدرت مار ا در كمي نمودن مشاهدة بيماري هاي عروق محدود مي نمايد.توسعه تكنيك اولتراسوند 3-D براي تصويربرداري عروق با به كارگيري B- mode، داپلر رنگي و داپلر توان صورت گرفته است. در اين روش،پروب اولتراسوند كه متصل به يك مجتمع اي است،به سرعت چرخش مي نمايد يا منتقل مي گردد،در حاليكه تصاوير اولتراسوند 2-D رقمي مي گردند.
توالي تصاوير 2-D به يك تصوير 3-D بازسازي مي گردد،كه مي تواند ميان كاربر و كامپيوتر اداره گردد. نشان داده شده است كه تصويرگيري 3-D با B-mode ، داپلر رنگي و داپلر توان مي تواند در ارزيابي آنزواسكلروز،تصويربرداري كليه و طحال،همچنين تصويربرداري عروق مفيد باشند. بويژه اينكه تصويربرداري از سرخرگ هاي كاروتيد كه مي تواند براي اندازه گيري گرفتگي و حجم پلاك و همچنين جهت ارزيابي پيچيدگي پلاك نيز مورد استفاده قرار گيرد.
تكنيك هاي غير تهاجمي تصويربرداري نقش مهم و افزاينده اي را در تحقيقات پزشكي و پايه اي از پيشرفت ها در بيماري هاي با و بدون علامت عروق مغزي كه به حمله منجر مي گردد،دارد.بروي بيماري كاروتيد كارهاي صورت گرفته است،زيرا نقش مهمي در تشخيص احتمال حمله دارد و مطالعاتي نيز در خصوص قدرت تكنيك هاي تصويربرداري جديد در اداره بيماري ها انجام شده است.
برخلاف پيشرفت هايي كه در دو دهة گذشته صورت گرفته توافق بروي تعاريف (مثل تشخيص زخم ) وجود ندارد و يكي از مهمترين علل ناكافي بودن ابزار تصويربرداري اخير جهت ت

شخيص و كمي كردن تركيب،ساختار،وسعت پلاك و تشخيص دقيق زخم مي باشد. مطالعاتي در خصوص توسعه ابزار تصويربرداري غير تهاجمي كه دقت را بهبود مي بخشد و تغييرپذيري آزمايش كاروتيد را كاهش و باعث بهبود مونيتور سريال مي گردد. صورت گرفته است و مكانيزم هايي را كه در فاز آخر آترواسلكروز پلاك كم خون و شكننده شركت دارند،روشن خواهد نمود.

محدوديت هاي تصويربرداري اولتراسوند كه توسط تصويربرداري3-D مشخص شده اند:
يكي از محدوديت هاي مهم تصويربرداري اولتراسوند مرسوم جهت ارزيابي دقيق و قابل توليد مجرد از درجه گرفتگي كاروتيد،حضور پلاك كم خون و شكننده و تغييرات در شكل و حجم پلاك كه مربوط به ذهني رفتار كردن درآزمايش است،مي باشد.پيشرفت در
تكنيك هاي اولتراسوند كه بطور ويژه انجام شده جهت آدرس دهي مسائل زير است:

(a) تصاوير اولتراسوند مرسوم 2-D هستند،بنابراين،تشخيص دهندگان بايد به طور ذهني چندين تصوير را دگرگون نمايند تا يك تصوير 3-D از ساختارهاي سه بعدي پيچيده از پلاك و رگ را توسعه دهند.اين امر باعث تغييرپذيري و ارزيابي كمي غيرصحيح كمي از شكل،تركيب پلاك وگرفتگي مي شود.
(b) جايگذاري صفحة تصويرنازك اولتراسوند 2-D ارگان و توليد مجدد آن در يك زمان ديگر مشكل مي باشد،لذا باعث مي شود اولتراسوند مرسوم جهت مشاهدة كمي يا مطالعات بعد از جراحي،بويژه وقتي تغييرات كوچك در طول يك دوره از زمان مورد پيگيري مي باشد،مفيد نباشد.
(c) آناتومي بيمار گاهي زاوية تصوير را محدود مي نمايد،كه باعث مي شود صفحه تصوير بهينه لازم براي تشخيص بيماري كاروتيد و ارزيابي تركيب پلاك غير قابل دستيابي باشد.

توسعه اولتراسوند3-D جهت تصوير برداري سرخرگ هاي كاروتيد:
سيستم تصوير برداري 3-D اولتراسوند توسعه يافته سه جزء دارد:
دريافت تصوير،بازسازي تصوير اولتراسوند و نمايش.
بخش اول در تخمين كيفيت بهينة تصوير حاصل شده،بسيار حائز اهميت ا

ت.در توليد يك تصوير3-D،مبدل مرسوم در روي رگ ها حركت داده مي شود،در حاليكه تصاوير 2-D رقمي مي شوند و روي ميكروكامپيوتر ذخيره مي گردند.جهت بازسازي هندسه 3-D بدون اعوجاج هندسي،موقعيت مربوطه و زاوية تصاوير 2-D دريافت شده بايد به درستي شناخته شده باشند.
دو روش زير به اين منظور به كار گرفته شده است: اسكن مكانيكي و اسكن بدون دستي.
A- اسكن مكانيكي:
برپاية كارهاي صورت گرفته در قبل سيستمي توسعه يافته است كه در آن مبدل اولتراسوند روي يك مونتاژ خاصي نصب شده است كه توسط يك موتور در مود خطي در روي پوست و عمود به صفحه تصوير حركت اده مي شود. كه در شكل 8 نشان داده شده است.

شكل 7- مكانيزم اسكن خطي مكانيكي را براي اسكن سرخرگ كاروتيد رانشان مي دهد.

حركت مي تواند پيوسته باشد،ورودي قلب يا تنفس، و مبدل مي تواند منحرف شود تا تصويربرداري داپلر رنگي 3-D را اجازه دهد.نوعاً 200 تصوير را در فواصل mm5/0 در يك زمان جمع آوري مي نمايند كه بستگي به نرخ فريم ماشين اولتراسوند دارد،چه ورودي قلب و يا نوع دريافت به كار گرفته شود. براي مثال :
1)B-mode :3-Dما نوعاً 2 يا 3 ناحية كانوني به كار مي گيريم كه نتيجه آن حدود Frams/sec15 و يك زمان اسكن كامل 3-D، s13،براي 200 تصوير مي شود.
2)داپلر توان1 3-D- ثبات افزايش مي يابد،ورودي قلب استفاده نمي شود،بنابراين دريافت imagcs/sec 5/7مي باشد كه يك اسكن 3-D،s20 براي 150 تصوير را نتيجه ميدهد.
3) داپلر رنگي – كل زمان اسكن حدود min1 و ورودي قلب در نظر گرفته مي شود.
اعتبار تكنيك را توسط فانتوم هاي رگي از هندسه شناخته شده و دقت و صحت آن را در اندازه گيري گرفتگي با به كارگيري تصويربرداري داپلر رنگي مي توان نشان داد.مطالعات فانتوم نشان داده است كه هندسة مجرا و گرفتگي مي تواند به درستي اندازه گيري گردد.همچنين تحقيق شده است كه سيستم براي تصويربرداري ازبيماراني با بيماري كاروتيد توسط بكارگيري 3-D B-mode و داپلر توان قابل اجرا مي باشد.
B – اسكن Free-hand :
يك تكنيك جايگزين براي اسكن سرخرگ هاي كاروتيد توسط روشي كه در آن انعطاف پذيري آزمايش 2-D را دارد در حاليكه تصوير 3-D را توليد مي كند،توسعه يافته است.كه با روش اسكن Free-hand انجام مي گردد،كه در آن موقعيت گذاري مغناطيسي و وسايل اند

ازه گيري جهت يابي (pom ) روي مبدل نصب مي شوند.جهت توليد يك تصوير3-D،اپراتور به طور دستي مبدل را كه با دست نگه داشته است، حركت مي دهد.در حاليكه وسيلة pom مختصات جهت و موقعيت مبدل را به ميكروكامپيوتر انتقال مي دهد.تصاوير 2-D بطور همزمان توسط همان كامپيوتر رقمي مي شوند و به مختصات مربوطه نسبت داده مي شود.بعد از اينكه تعداد لازم تصاوير 2-D دريافت شد،تصوير3-D با به كارگيري يك الگوريتم خاص توسعه يافته اي،بازسازي مي شوند.
نوعاً،اسكن در حاليكه بيمار نفس خود را نگه داشته است، sec22-11 به طول مي انجامد.امروزه،به كارگيري اين روش بدون ورودي قلب مورد تحقيق قرار گرفته است زيرا ورودي به طور قابل ملاحظه اي زمان لازم براي اسكن را افزايش مي دهد.دقت و صحت اين روش صورت گرفته و نتيجه شده است كه:اشتباهات هندسي بطور ميانگين وجود دارد و كمتر از 1% مي باشد،نامعيني موقعيت mm15/0 مي باشد.
بطور خلاصه تكنيك 3-D مختلف قدرت به كارگيري در تصويربرداري عروق را دارند.تصويربرداري 3-D B-mode، كه از مبدل قرار داده شده در روي پوست يا داخل رگ حاصل مي گردد و قدرت اين را دارد كه حضور دقيق پلاك در داخل ديوارة رگ و حجم كمي پلاك را اعلام نمايد.درجة گرفتگي را تخمين بزند.تصويربرداري رنگي داپلر قوت اين را دارد تا اطلاعات فيزيولوژيكي با توجه به جريان خون را نشان بدهد.به دليل اينكه گرفتگي سرخرگ كاروتيد بيشتر از 70% نياز به جراحي دارد،كميته پزشكي علاقه بسياري دارند تا توسط ابزار واضح تري بطور غير تهاجمي اين بيماران را شناسايي نمايدو بطور مشابه،ضايعات گرفتگي در سرخرگ هاي اطراف اغلب با آنژيوگرافي ارزيابي مي گردند.اين يك پروسة تهاجمي است كه مواد كنتراست را همراه با مشكلات زياد شامل مي شود.اولتراسوند3-D تعداد بيماراني را كه نياز به انژيوگرافي دارد را كاهش مي دهد.بنابراين بسيار مفيد است.
تكنيك سوم براي تصويربرداري عروق،داپلر قدرت 3-D است،تصاويري كه با اين تكنيك توليد مي شوند در ظاهر شبيه تصاويري هستند كه توسط آنژيوگرافي MR حاصل مي گردند.با وجود كمبود جزئيات دقيق آناتوميكي در آنژيوگرافي و CT ، تصاوير ابتدايي اطلاعات با كيفيت خوب را ظاهر مي كند.تصوير برداري داپلر قدرت3-D در سيستم رگي ميكرو قدرت زيادي دارد و قابليت نمايش برخي رگ هاي تومور شكمي را نشان داده است.
2-4- بافت هاي نرم :
انتشارات اخير روي قدرت اولتراسوند3-D روي اندازه گيري دقيق حجم ها تمركز كرده است.محاسبة دقيق حجم پروستات كه جهت تخمين تست مظنون سرم PSA مي باشد.ارزيابي حجمي سايز جنين نيز در ارزيابي مواردي از رشد عقب ماندة داخل رحمي بسيار مطلوب مي باشد.همچنين،فعاليت بيولوژيكي تومورهاي مختلف با سايز ص

ور بسيار مطلوب مي باشد.
در برنامه ريزي جراحي،دانستن رابطه يك ساختار غير نرمال نسبت به نشانه هاي دانسته بسيار مفيد است.با اولتراسوند مرسوم اين مربوط به مهارت سونوگراف مي باشد كه حضور دو ساختار تصوير گيري شده در يك صفحه را تخمين بزند.با اولتراسوند 3-D رابطه به طور واضح تري نشان داده مي شود.برخي مثال ها براي مكانهاي ويژه شامل :
1- چشم و كاسه چشم : تكنولوژي در معرض برخي از ارزيابي اوليه قرار گرفته و قوت اندازه گيري صحيح تومورها،در نمايش وسعت بيماري شبكيه و عدسي و در برنامه ريزي جراحي را نشان داده است.
2-جنين: اولتراسوند 3-D مي تواند براي ارزيابي جنين مفيد باشد.سونوگرافي در سه ماهه دوم جهت ارزيابي غير نرمال بودن جنين بسيار مورد استفاده قرار مي گيرد.داشتن قابليت اجراي صحيح سطح،باعث پيشرفت در تشخيص و ارزيابي غيرنرمال بودن مثل شكاف لب مي شود.
3-كليه: يكي از كاربردهاي آن در تصويرگيري نئوپلازيintrarenal از كليه مادري مي بادش،بويژه در بيماران تك كليه اي،مي باشدبطور مثال وقتي جراحي كلية مورد بررسي مي باشد، دانستن واضح آناتومي بسيار مطلوب است،دومين كاربرد قوي در تصويربرداري از كلية پيوند شده مي باشد.با توسعه پس زني، كليه هاي پيوند شده در سايز بزرگ مي شوند و الگوهاي جريان غير نرمالي توسعه مي يابند كه توزيع يكنواخت در سطح كليه ندارند.اين تغييرات توسط اولتراسوند 2-D مشكل شناخته مي شوند،اما تصاوير 3-D راه دقيق تري براي نشان دادن آنها ايجاد كرده است.
4-كبد: اگر چه تصاوير 3-D اولتراسوند از كبد توليد شده اند،اين ارگان چندين درگيري تكنيكي را در بردارد.كبد بزرگ است(تقريباً cm312*16*15) كه در پشت پايين ترين دنده ها پناه گرفته است،و با تنفس بصورت قابل توجهي حركت مي نمايد و لوب چپ آن با حركت قلب حركت مي نمايد.تصويربرداري انتخابي 3-D ار بخشي از كبد موفقيت آميزتر مي باشد.تصويرگيري 3-D ممكن است در هدايت پروسه هاي تهاجمي در كبد به كار گرفته شود،مثل Cryosurgery يادر طرح جراحي، تصويربرداري داپلر قدرت از سيستم ورودي رگ هاي كبدي و سياهرگ هاي كبدي نيز نشان داده شده است كه از لحاظ تكنيكي ممكن است اما به كارگيري پزشكي آن هنوز شناخته نشده است.
5- پستان: در حاليكه سونوگرافي قديمي به راحتي كيست هاي پستان را نشان مي دهد،خصوصيات توپوگرافي ضايعات پستاني اهميت زيادي در پيشگويي از روي نشانه ها دارد كه احتمال بدخيم يا خوش خيم بودن و يا اينكه بيوپسي مورد نياز است يا نه تخمين زده مي شود.اكثريت ضايعات بيوپسي شده خوش خيم مي باشند،اما اولتراسوند 3-D قدرت اين را دارد تا مرزهاي اين ضايعات را نشان دهد و بنابراين نياز به بيوپسي توده هاي خوش خيم كاهش مي يابد.
6- تومورها : تومورهاي بدخيم روي مساحت رگ هاي جديد تأثير مي گذارد،كه ممكن است با تصويربرداري داپلرقدرت قابل آشكار شدن باشد.به علت اينكه تومورها روي شكل رگ هاي خوني غيرنرمال با الگوهاي پيچيده و جريان خون با شد

ت بالا،تأثير دارد،تركيب تصويربرداري داپلر قدرت و اولتراسوند 3-D ثابت شده است كه بطور تشخيص ابزار مفيدي براي آشكار سازي تومور و ارزيابي آن مي باشد.

3-4- كارديولوژي :
قلب از لحاظ هندسي ساختار پيچيده اي دارد كه با حفرة سينه به علت فعاليت قلب وتنفس حركت مي كند.تصوير برداري مفيد 3-D از قلب نياز به ي

ك توالي ديدها كه ورودي تنفس در طوال سيكل قلبي (تصويربرداري ديناميكي 3-D ) را به كار مي برد،دارد.ديد 3-D ديناميك از قلب به پزشكان اجازه مي دهد كه آناتومي ديناميك ديده شود،تا رابطة فضايي ميان ساختارهاي نرمال و غيرنرمال و اختلالات جريان را ببينند.همچنين توسط اين تصاوير رنجي از پارامترهاي كمي مفيد محاسبه گردد.خيلي از محققين كوشش كرده اند تا حجم بطن چپ را در يك روند صحيح و قابل توليد مجدد اندازه گيري نمايند.روشهايي از ميان مري و از ميان حفرة سينه براي دستيابي به تصاوير ديناميكي از تغ

ييرات حجم حفره در سراسر سيكل قلبي به كار گرفته مي شوند.اين اندازه ها در محاسبة كسر پس زدن در كم خوني و بيماري مادرزادي قلب

ي به كار مي روند.
كاربرد تشخيص مهم ديگر نمايش رابطه هندسي ميان ساختارهاي بيمار و نرمال مي باشد.مشاهدة دريچه هاي آئورت و ميترال د مشاهدة 3-D بطن و نقص در ديوارة دهليز بسيار آسان شده است.همچنين تشخيص ديگر نقص هاي مادرزادي مربوط به دريچه ها و عروق اصلي خون نيز ممكن شده است.مشاهدة 3-D آناتومي دركامپيوتر پزشكان را قادر نموده است تا ساختارهاي مربوطه را با پرسپكتيوي مشاهده كنند كه مشابه آن در طول جراحي مي باشد،و باعث سهل شدن طرح جراحي بويژه در بيماري مادرزادي مي شود.

4-4- ارزيابي حجم ران نوزاد نرمال :
ارزيابي دقيق از حجم ها ارگان هاي نوزاد در ارزيابي سلامت عمومي و رشد نوزاد بسيار مهم مي باشد.تحقيقات گذشته نشان داده است حجم ران نوزاد( Thiv ) يك عامل پيش گويي كننده از رشد عقب ماندة داخل رحمي مي باشد.اولتراسوند دو بعدي ( US ) در ارزيابي Thiv نوزاد بطور جدي محدود مي باشد… با پيشرفت اخير 3-D Us بر محدوديت ارزيابي thiv توسط 2-D US غلبه مي گردد.براي ايجاد يك نمودار مرجع ترمال از Thiv نوزاد جهت كاربرد كلينيكي،يك مطالعه تحقيقاتي و مقطعي عرضي با به كارگيري 3-D US صورت گ

رفته است.تا Thiv در حاملگي نرمال ارزيابي گردد.در كل،204 جنين بين 20 تا40 هفته حاملگي و معيار مناسب حاملگي نرمال جهت مطالعه نام نويسي شده اند.نتايج نشان داد است كه Thivنوزاد بسيار با سن حاملگي (GA) همبستگي دارد. بعلاوه،به كارگيري GA به عنوان متغيير مستقل و Thiv به عنوان متغيير وابسته،بهترين معادله مناسب ترگرسيون:

Thiv (ml)=350494 -409

85*GA+0.183*GA2(r=0.91,n=204,p<0.0001)

مي باشد.جهت كاربرد بيشتر كلينيكي يك نمودار از سنجش نوزاد نرمال،مثل قطر دوآهيانه اي (BPD)،قطر (OFD) Occipitofrontal ،پيرامون سر (HC) ،پيرامون شكمي (AC) ،طول فمور(FL) و وزن تخمين زده شده نوزاد(EPW) ، بسيار با Thiv همبسته مي باشند (تماماً0001/0< P ).در نتيجه،داده هاي Thiv كه توسط 3-D US به دست آمده

اند
مي تواند به عنوان يك مرجع مفيد در ارزيابي رشد جنين و وضعيت تغذيه درطول حاملگي نرمال ارائه گردد.[6]

5-4- خلاصه اي از مزاياي كلينيكي اسكن اولتراسوند 3D

و 4D : [10]
بطور عمومي :
كاهش زمان مطالعه،كاهش زمان انتظار بيمار
پروسه آزمايش سريعتر
 C -Planeدريافت مي شود كه در 2D ممكن نبوده است.
 آزمايش كامل توسط پرسپكتيو افزايش يافته دادة حجمي ،…. اطلاعات كمي و كيفي بهتري براي تشخيص مؤثرتر.
تمام صفحات ديد قابل توليد مي باشند: بيمار مجازي

 ديدهاي آناتوميكي كه با اسكن 2D ممكن نبوده است

مامايي :
 مورمولوژي،ناهنجاري،نقص در رشد جنيني يك عضو(3-D،آسانتر در 4D)
 ناهنجاري در شكل استخوان : (اسپينا بيفيدا،كوتاه قدي، بدشكلي مادرزادي پا روي يك تصوير،شكاف سقف دهان در مقابل شكاف لب)
 ديسپلازي اسكلتي،ناهنجاري در حركت(4D): مشاهده ستون فقرات.
 قلب جنين(4D): همبستگي بهتر ميان حفره ها،دريچه ها و رگ ها؛تخمين حجم حفرة قلب و ارتباط بطني و سرخرگي؛ارزيابي عملكرد دريچه اي.
 ارزيابي متنوع از حجم جنين:شانه،شكم،كيست.
 پيوپسي جنين(4D):نمونه برداري دقيق خون نافي توسط سوراخ نمودن سوزني،amniocentesis،اتساع كليه،بيماري مجاري اداري.
سلامت جنين (4D): حركات نرمال و غير نرمال جنين و ارزيابي خواب و بيداري جنين. حركت:حركت تنفسي،بلع،پلك چشم،حركت لب و اندام.حركت گوارش هضم در جنين.
 بيماري هاي ژنتيكي عصبي – عضلاني(4D) :عمل/ عكس العمل جنين
وارد نمودن كابل با به كارگيري داپلر توان و 3-D.
 استخوانهاي پيشاني،ديد فضايي از جوش خوردگي يا عدم آن.

STIC و قلب جنين :
 ارزيابي سريع و مؤثر.
 اطلاعات بدست آمده ميتواند بصورت off-line با پردازش نماهاي reproducible قابل دستيابي باشد.
 مشاهدة همزمان 2-3 صفحه :براي ماماها جهت دانستن موقعيت فضايي قلب جنين.
 همبستگي بهتر ميان رگ ها،حفره و دريچه ها.
 محاسبة حجم حفرة قلب.
 دستيابي بهتر:مشاهدة راحتر مجاري خروجي بطنهاي چپ و راست توسط حجم 3-D ؛باز و بسته شدن سوراخ بيضي ميان دهليزهاي قلب كه مشاهدة آن در 2D مشكل است،در حال حاضر ديدهاي جديدي با 3-D مشاهده مي شوند.

 ارتباط بطن و دهليز :ديوار بطن را مي توان با نسبت آن با حفره ها مشاهده كرد يا با ابزار Magicut بالاي دهليز برش داده شود و درون بطن رامشاهده كنند.برش ديواره هاي قلب و آناليز ديواره به تنهايي در طول چرخش.

D.
تشخيص ضايعات قلبي جنين در رحم،شرايط درماني
را براي درمان هنگام تولد فراهم مي آورد.
زنان :
 ارزيابي دقيق – حجم هيبرپلازي مخاط رحم (3D /4D)
 درك معادل در hystersonography (برش در سونوگرافي) (3D /4D)
 معاينه مجاري رحم(3D /4D)،با به كارگيري تكنيك اسلايس نمودن.
 اندازة حجم دقيق كيست ها(شروع يا پايان يائسگي)،پوليپ ها،ميوما يا فيبروما.
 اندازه گيري و موقعيت يابي دقيق تومورهاي تخمدان و مخاط رحم.
 مونيتور تومورهاي زنان بعد از درمان(شيمي درماني): مؤثرتر.
 به كارگيري كنتراست براي بررسي خونرساني و تغذيه خوني موتور.
 كنتراست جهت رديابي موتور پس از درمان(4D).
 كنتراست براي ارزيابي بهتر لوله هاي تخمداني( نفوذپذيري لوله اي،فقدان توليد مثل)
 ناهنجاري جفت 3D (جفت سرراهي).
 وارد نمودن دقيق جفت 3D در برابر قسمت جلويي.
 IVD و قرار دادن دقيق.
پستان و بخش هاي كوچك :
بيوپسي دقيق 3D در تمام سه صفحه،جايگذاري دقيق سوزن.
 ارزيابي حجم تومور پستان.
 مونيتور نمودن درمان تومور پستان(شيمي درماني)
 ارزيابي نفوذ تومورهاي پوستي.
 به كارگيري كنتراست در تومو رهاي پستان (4D)
 سه صفحه براي تعريف مرزها يعني، Microlobulation ،پاپيلوم ها و اطلاعات اضافي ديگر كه در صفحات C,B ديده مي شوند كه در 2D (صفحه A) وجود ندارند.
صفحه C جهت مشاهدة الگوهاي قبض و بسط تومورها.
ارولوژي :
• بيوپسي دقيق 4D.
• مشاهدة سوزن در تمام سه صفحه جهت كاشت دقيق seed (درمان Brachi)
• ارزيابي پارانشيم پروستات با اضافه نمودن صفحه كرونال.
• اندازه دقيق حجم تومورهاي شانه پروستات/ اداري و/ يا مثانه/ پروستات (آدنوفيبروما،نئوپلاسم،پاپيلوما).
• جايگذاري صحيح كاتتر ادراري.
• ارزيابي دقيق باقي ماندة ادراري.
طب داخلي :
• ارزيابي دقيق سندروم شديد شكمي(3D ،صفحه C):تاب آپانديس،ilevm Sigmoidal fistula ،بيماري Crohn ،پيدايش بافت هاي رحمي در لگن (endometriosis )،فيستول قسمت انتهاي روده، oroctiris , rectitis.
• بيوپسي دقيق 4D ( كليه ،كبد).
• آپانديسيت و انحراف از موقعيت ( قسمت بالاي تصوير انگشت مانند از سطح لگن يا در موقعيت meso – colic.)
• ارزيابي عالي حجم هاي پارانشيم / تومور.
• پوليب (11mm<) Colic در بخش Recto- Sigmoidal (3D ،صفحه C ) قرار گرفته است، نفوذ تومور Colic درون ديواره.
• موقعيت يابي عالي سنگ ميرزاه در طول Colic كليوي(3D ،صفحه C ) .
• به كارگيري كنتراست در موتور شكمي ( كبد،كليه)
• كولونوسكوپي مجازي
• سپستوسكوپي مجازي
• ارزيابي عالي از التهاب كيسه صفرا در 3D ( ارزيابي ضخامت ديواره سنگ در 3D بهتر از 2D ديده مي شود)
• حجم تومور شكمي بعد از عمل جراحي و مونيتور نمودن آن در 3D.
• موقعيت تومور در مقابل خونرساني قبل از (3D /4D) Chemo- embolism.
• تخمين جلوگيري از مكانيزم يرقان (3D(4D)
• آزمايش حركت عضلاني – اسكلتي (2D) : Rotator –cuff ،
• زانو ( meniscus positioning )،اندازه لگن.
• ارزيابي ديسك بين مهره اي ( nucleus)،بيماري زوال ديسك (3D ).
• ارزيابي microsplit استخوان (3D ).
• شكستگي استخوان كشگك (Patella)
• ارزيابي جزئي جدايي تاندون(3D ).
• تشخيص التهاب تاندون و پس از عمل جراحي.
• ناهنجاري هاي شكل استخوان جنين.
• انحطاط در التهاب مفاصل ( بيماري مفصلي)
• بررسي مكان چرخش استخوان.
چشم پزشكي :
• ارزيابي عالي از اندازة ساختارهاي نرمال (لنز،چشم)
• يافتن تومور (ملانوم شبكيه اي)
• ارزيابي جداشدگي ليه هاي داخلي شبكيه از لاية رنگدانه (3D ).
• آشكار سازي ذرة خارجي درون مايع زجاجيه (3D )
• ارزيابي تكثير بيماري شبكيه اي (3D ).

فصل پنجم:
تحقق سيستم اولتراسوند 3-D

1-5- آنژيوگرام اولتراسوند 3-D از تصاوير نقش شده جريان رنگي
چكيده – آنژيو گرام سه بعدي تصاوير داپلر اولتراسوند رنگي توليد مي شود.بالغ بر حدود 64تصوير مقطعي روي صفحه نمايش نشان داده مي شوند تا ساختار كامل رگي مشاهده گردد.طبيعت 3-D ساختار توسط پوشش روش بازسازي عمق رنگي: رگ هاي نزديك تر، بخش هاي بزرگي از رگ هايي را كه پشت آنها جاي دارند را پنهان مي نمايد و شدت روشنايي و رنگ تركيب شده نسبت فاصله رگ ها را از صفحه ديد نشان ميدهد. دادة سرعت توسط تصاوير داپلر رنگي اصلي حفظ مي گردند.پروسه اسكن دستي و پروسه بازسازيآنژيوگرامرويهم كمتر از5 دقيقه به طول مي انجامد.
x-ray كلاسيك و آنژيوگرامهاي تزريقي ديجيتال (DSA) متكي به تزريق كنتراست مي باشند تا پروفايل رگ هاي خوني نمايش داده شود.تزريق كنتراست ممكن است عكس العمل هاي معكوس دارويي را نتيجه دهد و يونسازي اشعة X مي توان

د براي بيمارخطرناك باشد.
آنژيوگرافي تشديد مغناطيسي (MRA) كوششي در جهت تحقيقات اخير مي باشد.آنژيوگرام ها در سه بعد ساخته مي شوند و بنابراين مي تواند از هر راستاي ديدي نمايش داده شود.بعضي اطلاعات در مورد راستاي جريان و سرعت مي توا

ند حاصل گردد. MRA به بخش زيادي از حافظة كامپيوتر و قدرت پردازش كامپيوتر نياز دارد.
نگارش جريان رنگي (CFM) يك تكنيك تصويربرداري

تشخيصي است كه در آن تصوير بافت به صورت سطوح خاكستري با يك تصوير رنگي كه جريان خون را نشان مي دهد،تركيب مي گردد.تصويربرداري اولتراسوند يك روش غير تهاجمي است اما بافت هاي انتهاي استخوان و كيسه هاي درآن هواي ممكن است غير قابل قبول باشند.
تصوير ساختارهاي رگي اي كه از روش تش

خيصي اولتراسوند تهاجمي استفاده مي كند،مورد هدف مي باشد.با استفاده از تصاوير CFM مي توان اطلاعات را اخذ و بصورت 3-D ،ساختارهاي رگ و جريان خون ميان آنها را نمايش دهند. اميد مي باشد كه آنژيوگرام هايي حداقل با سرعت كافي در اين راستا جهت به كارگيري توليد گردد.
تجهيزات :
سيستم آنژيوگرام اولتراسوند(شكل 8) برپاية‌ اسكنر تشخيصي SSA-27OA توشيبا است با حدود 63 فريم از حافظة تصوير. SSA-27OA مي تواند تصاوير CFM و سرعت جريان را با دقت bit5 نمايش دهد.
يك تغيير كوچك در سخت افزار SSA-27OA به آنژيوگرام اجازه مي دهد كه روي مونيتور رنگي SSA-27OA نمايش داده شود.پردازش تصوير توسط يك دريافت كنندة فريم Matrox MVP-AT كه با كامپيوتر شخصي J-3100GX توشيبا كنترل مي شود،انجام مي گردد.دريافت كنندة فريم مي تواند تصاوير را در رزولوشن بيكسلي 480*512 انجام دهد،با24،16 و يا8 بيت رنگي.دريافت كنندة فريم خيلي از عملكردهاي پردازش تصاوير را در مود 16 يا 8 بيت قادر است انجام دهد.

شكل 8- دياگرام سيستم آنژيوگرام اولتراسوند توسعه يافته.
روش :
دو مرحله عملكردي سيستم آنژيوگرام اولتراسوند به شرح ذيل مي باشند:[7]
1) دريافت تصاوير اولتراسوند
2) تركيب تصاوير روي يك آنژيوگرام.
در نمونه از آنژيوگرام ممكن است ساخته شوند: V-mode كه تأكيد بر سرعت جريان مي كند اي D-mode كه بر عمق 3-D تأكيد دارد.هر تكنيكي كه چندين تصوير2-D را به يك تصوير 3-D تركيب كند،بايد موقعيت هاي فضايي هر كدام از تصاوير ورودي را در نظر بگيرد.پروب هاي خاصي يا بازوهاي مكانيكي جهت اسكن مي تواند براي تعريف موقعيت3-D هر نقطه در يك سري از تصاوير ورودي اولتراسوند به كار گرفته شود.اما اميد مي باشد كه آزادي تكرار تكنيك هاي اسكن دستي استاندارد توسط پروب هاي تجاري قابل دسترس و وسايل تصوير برداري ،حاصل شود.
روش اسكن كه در سيستم آنژيوگرام اولترا سوند به كار گرفته مي شود بر پاية اين است كه وجه پروب در يك موقعيت روي پوست بيمار نگه داشته مي شود.بدنة پروب در منحني هايي تا 30 درجه منحرف مي گردد كه عمود بر صفحه اسكن است (شكل 9)

شكل 9- روش ثبت اسكن،بخش هاي سريال

يك سري از تصاوير اولتراسوند كه در مبداء مشترك هستند در وجه پروب،توليد مي گردد،نسبت درست ميان صفحات تصوير مقطعي توسط مهارت دستي سونوگراف كنترل مي گردد.جز اينكه وقتي پروب هاي خطي به كار گرفته مي شود،رزولوش

ن فضايي تصاوير اولتراسوند با فاصله (شعاعي) از مبدل تغيير مي كند.اعوجاج افقي آنژيو گرام با روش اسكن شرح داده شده در بالا حاصل مي شود كه به سونوگراف بستگي دارد،اما اگر كمتر از mm1 براي عرض پرتو اسكن mm100-50 با

شد قابل چشم پوشي است. اثبات شده است كه ماكزيمم اعوجاج عودي آنژيوگرام حدود mm7/2 است.[11] رزولوشن فضايي تصاوير ورودي CFM حدود mm1 مي باشد.
در پروسة ساخت آنژيوگرام،تصوير حافظه به صورت فريم در فريم نمايش داده مي شود،و فريم توسط دريافت كنندة فريم MVP-AT دريافت مي گردد و به آنژيوگرام تجمعي اضافه مي گردد.تصوير B-Scan در طول اسكن متوقف مي گردد:فقط تصوير رنگي CFM نشان داده مي شود.هر فريم يك كد عمق را همانطور كه به آنژيوگرام اضافه مي گردد دريافت مي كند:اين كدهاي عمق براي فرمان دهي عمق به كار گرفته مي شود-تغيير نمايش آنژيوگرام 2-D براي حضور بعد سوم عمق.بعد ا ز اينكه آنژيوگرام رنگي از فريم ها در حافظه تصوير ساخته شد،يك فريم B-Scan اولتراسوند realtime مي تواند به عنوان يك زمينة مرجع اضافه گردد.
هر تصوير ورودي رنگي سرعت CPM توسط دريافت كننده فريم MVP-AT به عنوان يك فريم رنگي bit24 دريافت مي گردد. اين فريم به 8 بيت رنگي ،دقت سرعت bit6 براي V-mode و دقت عمق 16 بيت براي D-mode فشره مي شود.كدهاي مربوطة عمق در آنژيوگرام تجمعي اخير تنظيم مي گردند وبه فريم جديد توسط يك عملكرد پوششي ساده اضافه مي شود. جزئيات فشرده سازي فريم،كدينگ عمق و پروسة ساخت آنژيوگرام در جاهاي ديگر آمده اند. [12]
در نهايت يك روش كلاسيك از فرمان دهي عمق جهت تغيير شدت بخش هاي يك هدف 3-D با فاصله از صفحه ديد نتيجه شد تمايزميان جريان نزديك و آرام و دورو جريان سريع توسط يك درجه رنگي تغيير يافته توسط شدت مشكل مي باشد. متعاقباً مقياس رنگي اخير را با مشخص كردن عمق توسط رنگ وتغيير شدت توسعه داده اند. بخش هاي دورتر از ساختار رگ و تاريك تر مي باشند،كه فاصله بزرگتري را از چشم نمايان مي سازد و همچنين آنها تغييرات رنگ واضح از بخشهاي نزديك تر دارند كه با مقاسيه كمي ف

واصل مناسب تر شده است.
ارزيابي كارايي سيستم آنژيوگرام اولتراسوند نشان داده است كه هر دو آنژيوگرامهاي V-mode .D-mode مي توانند مفيد باشند،اما V-mode بهتر ا ست.ساختار 3-D رگ مي تواند توسط هر كدام از مودها مشخص گردند(شكل 10) همانطو

ر كه قابل پيش بيني است، اسكن با دقت براي نتايج رضايت بخش تر ضروري است و اسكن دستي مي بايست به نرمي و يكنواخت اجرا گردد و نويز CFM بايد به طور جدي حداقل گردد.

شكل 10-آنژيوگرام D-mode كبد و رگ هاي ورودي .ميله رنگي قسمت چپ سطح خاكستري بافت تصوير را نشان مي دهد.ميله هاي مركز و راست به ترتيب جريان نزديك شوند و دور شوند از سطح را به ترتيب نشان مي دهند انتها با درجات تبالا و روشن،رگ هاي نزديكتر به بيننده مي باشند .