دسته: پزشکی هدف در تصویر بردارری 3D مشاهدة ساختار آناتومی به صورت واقعی می باشد كه این امر توسط سیستم های تصویر برداری 2D، نظیر Xray CT MR و امكان پذیر نبوده است در این سمینار سعی شده است كه این تكنیك كه به طور خاص مربوط به تصاویر اولتراسوند می باشد معرفی گردد لذا تكنیك های دریافت و اسكن تصاویر و سپس بازسازی تصویر 3D مورد بحث قرار خواهند گرفت سپس جه
قیمت فایل فقط 26,000 تومان
فصل اول – معرفی اولتراسوند 3D و محدویت های 2 – D UltraSound.............. 7
1-2- دریافت دستی .............................................................................................. 12
|
2-2- موقعیت یاب آكوستیك................................................................................. 13
3-2- موقعیت یاب بازوی مفصل دار...................................................................... 14
4-2- سنسور میدان مغناطیسی................................................................................ 14
5-2- موقعیت یاب های مكانیكی........................................................................... 15
1-5-2- اسكن خطی...................................................................................... 17
2-5-2- اسكنFan......................................................................................... 18
3-5-2- اسكن چرخشی................................................................................. 19
فصل سوم- بازسازی تصویر 3-D.......................................................................... 21
1-3- آرایه های دو بعدی....................................................................................... 23
2-3- تكنیك دید برپایة سطح................................................................................. 25
3-3- دید چند صفحه ای ..................................................................................... 26
4-3- تكنیك بر پایة‌حجم....................................................................................... 29
فصل چهارم – كاربردهای 3-D UltraSound ..................................................... 31
1-4- تصویر برداری عروق................................................................................... 32
2-4- بافت های نرم.............................................................................................. 39
3-4- كاردیولوژی................................................................................................. 41
4-4- ارزیابی حجم ران نوزاد نرمال....................................................................... 42
5-4- خلاصه ای از مزایای كلینیكی اسكن اولتراسوند3D و 4D ............................ 43
فصل پنجم - تحقق سیستم اولتراسوند 3D .......................................................... 50
1-5- آنژیوگرام اولتراسوند 3D از تصاویر نقش شدة جریان رنگی.......................... 51
2-5- ساخت تصویر اولتراسوند 3D از سرخرگ كاروتید....................................... 58
3-5- تولید كامپیوتری تصاویر اولتراسوند 3D از سرخرگ كاروتید ...................... 60
فصل ششم- بهبود تصویر 3-D UltraSound....................................................... 72
1-6- پنجرة دی كانوولوشن 3-D.......................................................................... 73
2-6- دی كانوولوشن در راستای ارتفاع ................................................................ 84
3-6- آنالیز اعوجاج هندسی و واریانس آماری در طول،سطح و حجم تصویر اولتراسوند
اسكن شده خطی 3-D.......................................................................................... 100
فصل هفتم - مشاهده realtime داده اولتراسونیك 3D توسط یك pc استاندارد ............... 102
فصل هشتم – معرفی سیستم MUSTPAC در پزشكی از راه دور 3-D UltraSound ........... 115
فصل نهم- آینده 3-D UltraSound.............................................................................. 129
نتیجه گیری .............................................................................................................. 131
|
چكیده
هدف در تصویر بردارری 3D مشاهدة ساختار آناتومی به صورت واقعی می باشد. كه این امر توسط سیستم های تصویر برداری 2D، نظیر X-ray ,CT, MR و . . . امكان پذیر نبوده است. در این سمینار سعی شده است كه این تكنیك كه به طور خاص مربوط به تصاویر اولتراسوند می باشد معرفی گردد. لذا تكنیك های دریافت و اسكن تصاویر و سپس بازسازی تصویر 3D مورد بحث قرار خواهند گرفت. سپس جهت ترغیب به ادامه بحث ها مروری بر كار بردهای وسیع این روش تصویر برداری شده است.
متعاقباً تحقق سیستم اولتراسوند 3D آنژیوگرام 3D و ساخت تصاویر 3D كاروتید شرح داده خواهد شد تا نمونه ای عملی از این سیستم معرفی گردد. سپس در تكمیل بخشهای قبلی روشهایی كه درمقالات جهت بهبود تصاویر اولتراسوند 3D ارائه شده است، مورد بررسی قرار می گیرد. و در ادامه مشاهدة زمان واقعی1 اولتراسوند 3D توسط كامپیوتر، كه روشی جدید می باشد مورد بحث قرار می گیرد وسپس كاربرد اولتراسوند 3D در پزشكی از راه دور 2 و در نهایت آیندة سیستم اولتراسوند 3D آورده شده اند.
امید است كه این سمینار زمینة تحقیق را برای علاقمندان به روشهای تصویر برداری و بخصوص تصویر برداری 3D فراهم سازد و دیگر دانشجویان را با این سیستم تصویر برداری كه امروزه بسرعت در حال پیشرفت می باشد و به سمت كاربرد روتین در پزشكی هدایت می شود، آشنا نموده باشد.
در 100 سال گذشته تصویر برداری X- ray راهی برای مشاهدة بدن انسان بوده است كه توسط آن سایه ای دو بعدی از ساختارهای سه بعدی تولید و روی آشكار ساز دو بعدی مثل فیلم ثبت می گردید.در این روش تمام اطلاعات سه بعدی از بین می رفتند.در 70 سال اول كشف X-ray تمام تلاشها بر این بوده است كه تكنیك های تصویر برداری توسعه یابد و اطلاعات سه بعدی درون بدن در تصویر ثبت شده حضور یابد.در 1970 ،CT تولید شد و انقلابی در تشخیص رادیولوژی ایجاد نمود برای اولین بار اطلاعات سه بعدی در تصاویر ثبت شده حاضر گشت،و به صورت سری اسلایدهایی با نقش هایی از بدن(یعنی تصاویر 2-D ) در اختیار پزشكان قرار گرفت.بعلاوه،برای اولین بار در رادیولوژی كامپیوتر در پردازش و نمایش تصویر به صورت متمركز استفاده شد.اطلاعات 3-D كاربردهای زیادی در تشخیص رادیولوژی دارد.
تاریخچة تصویر برداری اولتراسوند به گذشته برمی گردد.با دنبال كردن كارReid,Wild در دهة 1950 از پیش گامان این رشته هستند كاربرد پزشكی اولتراسوند به آرامی پیشرفت یافت و از سیستم های A-Mode به سیستم هایی تبدیل شد كه تصاویر مقطعی شده read-time را از جریان خون و آناتومی ایجاد می نمود.كیفیت تصاویر اولتراسوند جهت مدیریت بهتر تعداد زیاد بیماری ها و تشخیص بهبود یافت.اگر چه تصویربرداری اولتراسوند به علت این كه هنوز پتانسیل كامل آن درك نشده است، لطمه دیده است.
توسعة تصویربرداری اولتراسوند 3-D راهی برای نشان دادن معایب تصویربرداری اولتراسوند مرسوم می باشد.روش هایی در توسعه اولتراسوند 3-D مثل 3-D B-Mode، داپلر رنگی و سیستم های داپلر توان حاصل شده است.
فصل اول:
معرفی اولتراسوند 3D و
محدودیت های اولتراسوند 2D مرسوم
یكی از معایب تصویربرداری اولتراسوند 2-D وابستگی آن به تجربه و دانسته های تشخیص دهنده می باشد تا مبدل اولتراسوند را هدایت كند تا به طور ذهنی تصویر دوبعدی به سه بعدی تبدیل گرددو تشخیص یا اجرا را به یك روند تداخلی تبدیل نماید.این مشكل مقدمتاً نتیجه بكارگیری تكنیك تصویربرداری 2-D اولتراسوند كه به صورت فضایی قابل انعطاف می باشد،برای مشاهده ساختار آناتومی می باشد.
پروسه های درمانی كه توسط اولتراسوند هدایت می شوند دچار زیان خواهند شد،زیرا كمی كردن و مونیتو تغییرات كوچك در طول پروسه یا در طول یك دوره از زمان با محدودیت های 2-D مرسوم محدود شده است.و این عمل و اتلاف وقت می باشد و كافی نیست و نیز ممكن است به تصمیم نادرست در خصوص تشخیص،مرحله بندی و در حین عمل جراحی گردد.بعلاوه قرار دادن صفحه تصویر در اولتراسوند 2-D نازك در روی ارگان و تولید دوباره محل تصویر ویژه در زمان دیگر مشكل می باشد.این امرتصاویر D -2 اولتراسوند را برای مطالعات پس از عمل جراحی1 یك تصویربرداری ضعیف تلقی می كند. همچنین، آناتومی بیمار و مسیر هدف گاهی زاویه تصویر را محدود می كند و صفحه تصویر بهینه را برای تشخیص غیر قابل دسترس می سازد.
هدف تصویربرداری اولتراسوند 3-D فائق آمدن بر این محدودیت ها می باشد تا آناتومی بصورت 3-D جهت تشخیص مشاهده گردد و تغییر پذیری تكنیك های مرسوم را كاهش دهد.تصویربرداری اولتراسوند پزشكی به طور مقطعی می باشد بنابراین اطلاعات لازم برای مشاهده سه بعدی را فراهم می سازد.اگر چه،برخلاف تصویربرداری MR و CT،كه تصاویر معمولاًدر یك نرخ آهسته از اسلایس های موازی پشت سرهم دریافت می شوند،اولتراسوند تصاویر مقطعی در یك نرخ بالا (16-10 تصویر در ثانیه)را باایجاد می كند و جایگذاری تصاویر قابل انعطاف می باشد.زیرا لزوماًنیازی به دریافت صفحات بصورت پشت سرهم ندارد.علاوه بر مشكلات بی نظیری كه فیزیك تصویربرداری اولتراسوند با‌آن روبرو می باشد(لكه1، سایه2، اعوجاج3) نرخ بالای دریافت تصویر و انعطاف پذیری تكنیك مرسوم بر مشكلات غلبه كرده و همچنین باعث به گسترش اولتراسوند از تصاویر 2-D به3-D و4-D شده است.
مقالاتی كه ابزار پزشكی تصویربرداری اولتراسوند 3-D را شرح می دهند در خصوص بكارگیری آن در رادیولوژی و echocardiology به چاپ رسیده است.این مقالات نشان می دهند كه سیستم های بسیاری جهت تولید تصاویر 3-D اولتراسوند ایجاد شده اند كه به سادگی توسط 2 بلوك نشان داده شده در شكل 1 قابل شرح هستند.[1] بلوك ابتدایی مربوط به تكنیك دریافت های متعددی می شود كه به كار گرفته شده اند.بلوك دوم مربوط به ثبت تصاویر اولتراسوند قبل از بازسازی می باشد.بلوك سوم بازسازی تصاویر 3-D از تصاویر 2-D ثبت شده است.بلوك انتهایی تكنیك مشاهده برای نمایش تصویر 3-D را مهیا می سازد.تمام بلوك ها در فصول بعدی توصیف می گردند.
شكل1- شماتیك بلوك دیافراگم كه چهارمرحله از سیستم تصویر برداری اولتراسوند 3-D را نشان می دهد. مرحله اول مربوط به سخت افزار دریافت در تصویر برداری كه برای هدایت مبدل به كار گرفته می شود؛ دوم، روندی كه توسط آن تصاویر اولتراسوند 2-D دریافت می شوند؛ سوم، تكنیك های بازسازی به كارگرفته برای دستیابی به تصویر3D: و چهارم، تكنیك نمایش به كار گرفته شده برای مشاهده تصویر3 –D ، می باشند
فصل دوم:
تكنیك های دریافت و اسكن
انعطاف پذیری هندسه دریافت تصویر،اولین جزء سیستم در شكل 1 را به دو علت حیاتی می سازد.ابتدا،از آنجائیكه سری تصاویری كه برای تصویر گیری3-D مورد نیاز است می تواند در جهات متفاوت گرفته شود،موقعیت نسبی و زاویه آنها باید به درستی شناخته شده باشند تا اعوجاج هندسی رخ ندهد.ثانیاً ،برای جلوگیری از آرتیفكت و اعوجاج مربوط به تنفس،قلب و حركات غیر اختیاری دریافت تصویر باید به سرعت اجرا گردد یا بطور مناسبی دریافت گردد.سه راه حل پیشنهاد شده است:
دریافت دستی[1]، موقعیت گذار2های مكانیكی و پروب های 3-D.
1-2-دریافت Free – hand:
در دریافت Free-hand،اپراتور یك پروب تركیبی مجتمع را نگه می دارد و در یك روندمعمول روی آناتومی ای كه باید دیده شود، هدایت می نماید.تصاویر با موقعیت ها و زاویه های انتخابی كه تحت كنترل اپراتور می باشد،دریافت می شوند.این تكنیك مزیت های ویژه ای را ارائه می دهد زیرا اپراتور می تواند دید و نیز موقعیت بهینه را انتخاب كند .همچنین سطوح پیچیده بیمار را مطابقت می دهد. این مزیت بی نظیر محدودیت جدی ای روی سیستم 3-D اعمال می نماید.
برای بازسازی هندسه صحیح 3-D،زاویه و موقعیت نسبی دقیق پروب اولتراسوند باید برای هر تصویر دریافت شده مشخص باشد.بعلاوه اپراتور باید مطمئن باشد كه در طول اسكن آناتومی تحت مشاهده هیچ فاصله ای باقی نماند.سه روش اساسی برای این مشكل ردیابی توسعه یافته است:
موقعیت یاب[2] های اكوستیك،بازوی مفصل بندی شده و الكترو مغناطیسی،همانطور كه در شكل 2 نشان داده شده است.
شكل 2- شماتیك سه روش پایه برای دریافت موقعیت و جهت مبدل اولتراسوند برای تكنیك دریافت Free- hand: موقعیت یاب های(a)اكوستیك،(b)بازوی مفصل دار،(c) الكترومغناطیسی
2-2- موقعیت یاب اكوستیك:
معمولترین روش دریافت تصاویر Free-hand ,3-D بر پایه دامنة اكوستیك می باشد همانطور كه در شكل a2 نشان داده شده است.زاویه و موقعیت ترانسدیوسر با نصب سه وسیلة انتشار صوت (برای مثال، شكاف جرقه زن2) موقعیت های ثابت نسبت به هم روی مبدل بدست می آید.یك آرایه از میكروفون ها معمولاً بالای بیمار نصب می گردند.برای بدست آوردن اطلاعات لازم برای بازسازی تصویر 3-D،اپراتور مبدل را آزادانه روی بیمار، در حالیكه وسایل انتشار صوت فعال می باشند حركت می دهد.با دانستن اطلاعات سرعت صوت در هوا،موقعیت های میكروفون ها و اندازه زمان پرواز3 پالسهای صوتی،موقعیت و زاویه مبدل به طور دائم می تواند مونیتور گردد.بطور واضح،برای بدست آوردن داده های مناسب،میكروفون ها باید در یك روندی در اطراف بیمار قرار داده شوند،كه خطوط دید منتشر كننده ها مانع یكدیگر نشوند و به اندازه كافی باید نزدیك مبدل باشند تا قادر باشد پالسهای صوتی را آشكار سازد،همچنین تصحیح مربوط به اختلاف در سرعت صوت بر اثر تغییرات در دما و رطوبت باید صورت گیرد.
3-2- موقعیت یاب بازوی مفصل دار:
ساده ترین روش توسط نصب مبدل روی سیستم بازوی مكانیكی با مفاصل قابل حركت چند گانه بدست می آید،كه به اپراتور اجازه میدهد تا مبدل.مر به طریق پیچیده ای هدایت شود و زاویه و دید دلخواه ( در شكل b2 ملاحظه نمائید) بدست آید.
پنانسیومترهایی در مفاصل با بازو های متحرك جاسازی شده اند، بنابراین زاویه مفاصل اندازه گیری و ثبت می شود.توسط این اندازه ها موقعیت و زاویه ترانسویومر می تواند بطور مداوم محاسبه و مونیتور گردد.
این روش به شیوه های متعددی اجرا می شود،مقدمتاً برای اندازه گیری های اكوكاردیوگرافی از حجم بطن،برخی از این اجراها حركت را به یك محور محدود می نماید تا دقت افزایش یابد،در حالیكه در بقیه آزادی كامل وجود دارد.تا حد ممكن با كوتاه نگه داشتن بازوهای منفرددقت حاصل می گردد،اگر چه حجم تصویر را محدود می نماید.
4-2- سنسور میدان مغناطیسی:
روش دیگر استفاده از سیسور مغناطیسی با 6 درجه آزادی می باشد تا موقعیت و وضعیت مبدل را اندازه گیری نماید. این وسیله در شكل c2 نشان داده شده است و شامل یك فرستنده می باشد كه در نزدیك بیمار قرار داده می شود و یك دریافت كننده كه روی پروب نصب شده است.فرستنده یك میدان مغناطیسی متغیر فضایی را تولید می نماید و دریافت كننده شامل سه سیم پیچ عمودی است كه قدرت میدان را اندازه گیری می نماید. با اندازه گیری میدان مغناطیسی محلی موقعیت و زاویة دریافت كننده نسبت به فرستنده قابل تخمین خواهد بود.نوعاً،اندازه های میدان در HZ-100 می باشند،بنابراین مونیتور كردن دائم مبدل اولتراسوند ممكن خواهد بود. اندازة دریافت كننده حدود cm316 می باشد و نصب آسان را برروی مبدل اولتراسوند بدون تداخل با كاربرد معمول آن امكان پذیر می باشد.
اگر چه این روش خیل قابل انعطاف می باشد به بازسازی دقیق3-D ای نیاز دارد كه در آن تداخل الكترومغناطیسی حداقل گردد،فرستندة نزدیك به دریافت كننده اندازه گیری های میدان را با S/N كافی انجام می دهد و فرو یا فلزهای با هدایت بالا كه میدان مغناطیسی را دچار اعوجاج می نمایند از اطراف دور باشند. این محدودیت ها می تواند با پیش احتیاط های خاصی برطرف می گردد و تصاویر با كیفیت بالا را ارائه نماید،كه نوعاً در تصویر برداری مامایی و عروقی به كار می رود.
5-2- موقعیت گذارهای مكانیكی :
اگر چه روش اسكن نمودن Free-hand 3-Dقابلیت انعطاف وسیعی را می دهد مشكلات نونیز و فواصل اسكن كیفیت تصویر را مخصوصاً وقتی ساختارهای كوچك در رزولوشن بالا مورد تصویربرداری قرار می گیرند،كاهش میدهد. یك راه جلوگیری از این مشكلات به كارگیری پروب3-D مكانیكی می باشد كه سه بعد بدقت با حركت مكانیكی مبدل حاصل می گردد.همانطور كه ترانسدیوسر حركت داده می شود،تصاویر اولتراسوند 2-D در فواصل فضایی از قبل تعریف شده حاصل می شوند،بنابراین توالی تصویرگیری حجم مورد تصویربرداری را به درستی نمونه برداری می نماید،بدون اینكه هیچ ناحیه ای باقی بماند. یك تعداد از محققین و شركت های بازرگانی انواع مختلف پروب های مونتاژشدة 3-D مكانیكی را توسعه دادند.این مونتاژ از مبدلهای آرایه ای – خطی یا مكانیكی كه در یك مجتمع سوار شده اند،استفاده می نماید و انتقال یا چرخش مبدل توسط یك موتور انجام می شود.وقتی موتور فعال می گردد (معمولاً تحت كنترل كامپیوتر)،مبدل می چرخد یا منتقل می گردد و به سرعت سطح ناحیه جاروب می شود.از آنجائیكه هندسه اسكن از قبل برای ابزار اسكن مشخص شده است،هیچ فریم خارجی مرجعی نیاز نیست.به علت اینكه پارامترهای هندسی مورد نیاز می تواند به خوبی محاسبه گردد،بازسازی مؤثر می باشد.
اندازه سایز این وسایل از مكانیزم های مجتمع كوچك كه موتور و مبدل را در هم جای داده و یك پروب مجتمع 3-D را ایجاد می كند،تا مكانیزم هایی كه موتور به توسط یك بست خارجی به یك پروب 2-D متصل شده است، می باشند.
پروب های 3-D مجتمع كوچك كاربرد آسانی را برای كاربر فراهم می كند اگر چه به كارگیری آنها نیاز به خریداری سیستم اولتراسوند خاص دارد. وسایل خارجی كه منتج به دستگاههای bulkier شده اند، اما با مبدل های 2-D موجود،نیاز به خرید یك ماشین جدید گران برای رسیدن به قابلیت تصویرگیری3-D را دارد. این روش تصویرگیری 3-D توسط سه نوع حركت اساسی اجرا می شوند كه در شكل 3 نشان داده شده است. اسكن خطی، Fan و گردشی
شكل 3- شماتیك سه نوع حركت پایه كه در سیستم های اولتراسوند3-D اسكن مكانیكی
استفاده می شود: (a)خطی، (b)Fan ،(c)گردشی
1-5-2- اسكن خطی
در این روش مبدل اولتراسوند مرسوم روی یك پیچ هدایت كننده نصب شده است كه با موتور حركت می كند(شكل a3).گردش پیچ هدایت كننده مبدل را در یك مود خطی حركت می دهد،كه موازی با پوست بیمار است و عمود بر صفحة تصویر.مبدل می تواند برای تصویرگیری رنگی داپلر استفاده گردد. همچنین،فركانس نمونه برداری فضایی دریافت تصویر(مثلاً پله ای یا فواصل نمونه برداری)، می تواند بر پایة رزولوشن ارتفاع1 مبدل باشد، بنابراین ناحیه مورد تصویربرداری از یك عمق خاص به طور صحیح نمونه برداری می گردد. از آنجائیكه تصاویر 2-D دریافت شده موازی یكدیگر هستند و با فواصل از پیش تعیین شده جدا شده اند،بازسازی به طور بسیار مؤثری می تواند انجام گردد Downey یك سیستم اسكن خطی را نشان می دهد كه درت آن تصویر3-D برای مشاهده كمتر از 5/0 ثانیه بعد از دریافت 200 تصویر،قابل دسترس می باشد كه هر كدام از آنها 352*356 پیكسل می باشند.
كاربردهای موفق اسكن خطی برای تصویر برداری عروق با به كارگیری Bmode،داپلر رنگی و تصویربرداری داپر توان گزارش شده اند.این نتایج مزیت های انعطاف پذیر بودن را كه توسط نمونه برداری فضایی خطی ارائه میگردد را نشان می دهد و نزول اطلاعات تصاویر3-D را حداقل می نماید.بقیه از این روش برای اكوكاردیوگرافی استفاده می كنند. كه در آن از صفحه اسكن افقی استفاده می گردد. تصویر 3-D به عنوان یك دسته از صفحات تولید شده توسط عقب نشینی مكانیكی پروب حاصل می گردند.
( تكنیك Pullback).
2-5-2- اسكن Fan :
در این هندسه اسكن،مبدل(و بنابراین صفحه تصویربرداری) در حول یك محور در روی مبدل می چرخد،همانطور كه در شكل b3 نشان داده شده است.این نتایج در یك اسكن زاویه ای صفحات Fan را ایجاد می كند،كه در آن جدا سازی زاویه ای از پیش تعیین شده مورد نیاز است.در سیستم هایی كه مونتاژ خارجی دارند،مبدل در طول پوست حركت نمی كند ولی در اتصال با پوست یك لو را ایجاد می كند. این روش ساده طراحی فشرده ای را برای مجتمع های خارجی و مبدل های مجتمع 3-D ارائه می دهد. اجتماع تصویر برداری اكوستیك و Kretztechnik نشان داده اند كه مبدلهای مجتمع 3-D برای كاربرد در تصویربرداری مامایی و شكمی استفاده می شوند. كاربردهای موفق در اكوكاردیوگرافی توسط. TomTec Inc با به كارگیری روش transesophageal حاصل شده كه در آن صفحه تصویربرداری عمود می باشد.(یعنی موازی با محور پروب) یا افقی،و پروب با یك موتور خارجی با محور گردش در طول محور مركزی پروب،گردش می كند.
مزیت این تكنیك این است كه مكانیزم (وسایل خارجی و هم مجتمع ها) به طور مؤثر كوچك می شوند و هدایت آنها با دست راحت تر میگردد. به خاط اینكه پله های زاویه ای میان صفحات به دست آمده ثابت می باشد،فواصل میان نواحی نمونه برداری شده به عمق بستگی دارد. نزدیك مبدل،جائیكه رزولوشن ارتفاع باریك است،فواصل نمونه برداری كوچك هستند، در حالیكه در میدان دور جائیكه،رزولوشن ارتفاع (elevational) ضعیف است،فواصل نمونه برداری بزرگ هستند.بنابراین رزولوشن در تصویر 3-D همسانگرد1 نیست، اما نزول آن با انتخاب مناسب فاصله زاویه ای اسكن حداقل میگردد.
3-5-2- اسكن چرخشی :
در این هندسه اسكن،مبدل داخل یك مونتاژ خارجی قرار گرفته كه پروب با یك محور گردش در طول محور مركزی پورب می چرخد ( شكل c3).در این روش،نوك پروب و محل قرار گیری پروب ثابت باقی می ماند و تصاویر دریافت شده از یك حجم سكه ای در یك مود پروانه ای شكل سطح پیمایی می شوند،همانطور كه در روش دریافت Fan،پله زاویه ای ثابت است،در یك فاصله نمونه برداری فضایی نتیجه می شود كه از محور گردش به دور زیاد می گردد. بنابراین رزولوشن در تصویر 3-D با روند پیچیده ای متفاوت است. عموماً، رزولوشن بطور محوری كاهش یابد،كه مربوط به نزول در رزولوشن ارتفاع تصویر 2-D است و همچنین در یك راستای عمود (دور از محور گردش) كه مربوط به نمونه برداری فضایی sparser است كه از پله زاویه ای ثابت نتیجه می شود،نزول می یابد.
با این روش،صفات دریافت شده در مركز حجم در طول محور گردش تقسیم می گردند.اگر هر گونه حركتی در طول اسكن انجام شود و غیر از گردش خواسته شده در حول محور پروب باشد،مربوط به پروب یا بیمار، در آنصورت صفحات دریافت شده موافق نیستند (یعنی تصاویر 0 وo36 مثل هم نیستند) و تصویر در مركز و در طول محور گردش آرتیفكت خواهد داشت. بعلاوه،هندسه مربوطه صفحة تصویر برداری و محور گردش یابد به درستی شناخته شده باشند تا از آرتیفكت جلوگیری گردد.بویژه شیب یا انحراف از محور گردش صفحه تصویربرداری،باید شناخته شده باشد و اصلاح شود،تا از آرتیفكت های معنی دار در مركز تصویر جلوگیری گردد.
فصل سوم:
بازسازی تصویر 3 -D
بازسازی تصویر 3-D به نسل 3-D ای اشاره می كند از سری تصاویر 2-D دریافت شده از ساختارهای مورد آزمایش، ایجاد می شوند.این پروسة بازسازی به دو شیوة جداگانه اجر ا می شوند.در ابتدا،سری تصاویر 2-D بخش بندی می شوند تا شكل دلخواه قبل از تصویر 3-D بازسازی گردد.برای مثال برای تصویربرداری اكوكاردیوگرافی برای مرزهای میان حفره های پرخون و بافت قلب بصورت دستی یا اتومات مرزبندی می شوند.از توصیف مرزها،یك مدل سطحی 3-D توسعه یافته و با تكنیك های مختلفی دیده شده است.این روش در تصویربرداری IVUS 3-D1 نیز استفاده می گردد تا مجرای داخل رگ بازسازی گردد.
روش دوم از سری تصاویر 2-D بدست آمده استفاده می كند تا یك حجم 3-D دكارتی و بر پایه وكسل (یعنی،شبكه 3-D) با جایگذاری هر تصویر 2-D بدست آمده در محل صحیح خودش در داخل حجم،ساخته شود.مقادیر سطوح خاكستری وكسل توسط تصاویر 2-D كه نمونه گیری نشده اند با دروینابی میان تصاویر مربوطه محاسبه
می گردند.اگر تصاویر حاصله حجم را بدرستی با توجه به تئوری نرخ نایكوسئیت نمونه برداری نماید، در آنصورتaliasing رخ نخواهد داد.
اگر چه،اگر حجم به علت فاصله خیلی بزرگ میان تصاویر بدست آمده به درستی نمونه برداری نشود،اطلاعات تصویر از بین خواهند رفت.بنابراین،با فاصله بندی مناسب تصویرهای دریافتی تمام اطلاعات تصویر 2-D حفظ می گردند و اجازة دید صفحات دو بعدی اصلی و دیگر دیدها را نیز فراهم خواهد كرد.سپس هر بخش بندی ای برای استخراج شكل های مورد نیاز یا جهت اندازه گیری می تواند با تصویر 3-D بر پایة و كسل اجرا گردد. مزیت روش اول این است كه مقدار اطلاعات را كاهش می دهد و اجرای 3-D مؤثر را فراهم می نماید.همچنین،تصاویر 3-D با كنتراست افزایش یافته میان ساختارهای بخش شده را ایجاد می كند.این نقش مهم همچنین می تواند یك عیب عمده باشد،زیرا روندبخش بندی اطلاعات ناخواسته را حذف می كند و به طور ساختگی كنتراست تصویر را قابل توجه می كند.
برای جلوگیری از آرتیفكت تصویر پروسة بخش بندی باید دقیق باشد- یك كار مشكل در مواردی كه كنتراست تصویر پایین است.عیب دیگر این است كه فاز بخش بندی بویژه در نواحی كنتراست تصویر زمان بر می باشد.
در روش دوم،كه در آن تصویر 3-D بر پایه وكسل تولید می شود،هیچ زمینه ای در مورد دلخواه بودن اطلاعات وجود ندارد،بنابراین هیچ اطلاعاتی در طول بازسازی 3-D از بین نمی رود.بیان سه بعدی وكسل به تكنیك های اجرای متفاوتی اجازه اجرا میدهد،مثل آنهایی كه بر پایة نگاشت بافت1 و ray- casting می باشند.اگر چه این روش منتج به فایلهای دادة بسیاری می شود،كه جهت دیدن و اندازه گیری هندسی در زمان واقعی باید اداره گردند.فایلهای داده به بزرگی MB 96 در تصویرگیری 3-D پروستاب جهت هدایت Cryosurgical گزارش شده است.پروسة بازسازی به تداخل هیچ كاربری نیاز ندارد و به راحتی با روش موقعیت گذاره های مكانیكی برای حركت مبدل اتومات شده است.هندسه اسكن 3-D باید به عنوان یك اولویت شناخته شده باشد،بنابراین محاسبة خیلی از پارامترهای هندسی انجام می شود و زمان بازسازی كوتاه را ایجاد می نماید.
1-3-آرایه های 2-D :
تكنیك های شرح داده شده در بالا تماماً تصاویر 2-D تولید شده،توسط مبدل های اولتراسوند مرسوم با اسكن های 2-D الكترونیكی یا مكانیكی را به كار می گیرند.اطلاعات بعد سوم با حركت فیزیكی مبدل با بكارگیری ابزار مكانیكی و یا توسط دست اپراتور حاصل می گردد. یك روش متفاوتی توسعه یافته است كه از مبدل های،آرایه ای 2-D استفاده می كند. و در شكل 4 به صورت شماتیك نشان داده شده است.
قیمت فایل فقط 26,000 تومان
برچسب ها : اولتراسوند سه بعدی