21ic訊 盡管高效的三維和四維(3D/4D)超聲影像技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用多年，但是仍未在常規(guī)臨床實踐中普及。這一現(xiàn)象將在2013年有所改觀，眾多關(guān)鍵性趨勢預(yù)期將推動該項技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

直到最近，由于缺乏臨床證據(jù)，以及缺少具備必要性能又經(jīng)濟實惠的硬件配置，3D/4D升級技術(shù)的臨床需求仍然較低。臨床醫(yī)師因懷疑其臨床效果而尚未對3D技術(shù)產(chǎn)生需求，因此硬件也并未隨著軟件升級。

內(nèi)科醫(yī)師需要超聲影像提供更確切的信息，而3D/4D超聲影像能夠發(fā)揮這一重要作用，因為2D檢查可能無法獲得較為完整的解剖數(shù)據(jù)，而3D/4D超聲影像則降低了這一風(fēng)險。通過3D技術(shù)僅需一次掃描即可為多種臨床應(yīng)用提供完整的解剖數(shù)據(jù)。隨著臨床證據(jù)逐步證明3D/4D技術(shù)的質(zhì)量可靠，臨床醫(yī)師將更加有可能采用該技術(shù)。

更多的臨床證據(jù)

一般而言，放射學(xué)利益相關(guān)者都趨向保守，需要大量的研究后才會廣泛接受新的臨床實踐。多年以來，3D/4D技術(shù)一直在進行臨床試驗，最近開始獲得臨床證明，立體掃描不會遺漏任何信息的事實，確保了全部數(shù)據(jù)的采集和處理，并最終實現(xiàn)更加快速和準(zhǔn)確的診斷。

例如，當(dāng)3D圖像增強應(yīng)用到立體掃描時，3D胎兒超聲檢查展現(xiàn)出對細微胎兒腦缺陷和其他胎兒畸形的優(yōu)秀診斷能力。特別是，根據(jù)Anders Selbing教授研究表明1，通過3D影像可以更好地觀察胎兒腦部顱骨后近場的結(jié)構(gòu)。

此外，在今年的國際婦產(chǎn)科超聲協(xié)會(ISUOG)年會上，Boris Tutschek教授也提出了將立體超聲應(yīng)用于胎腦研究的優(yōu)勢和先決條件。2Tutschek教授總結(jié)道：“立體3D技術(shù)可以實現(xiàn)理想的檢查設(shè)置，實現(xiàn)大腦中的每個點在兩個或三個(正交)平面中的相互關(guān)系的研究”，并且“可以實現(xiàn)斷層顯像(與MR和CT相媲美)。” 2此外，通過分析相鄰的體素的特性，在3D采集基礎(chǔ)上實現(xiàn)了3D圖像增強。

胎腦：上一行圖像是A、B、C平面中未經(jīng)過處理的3D采集圖像。下一行圖像是A、B、C平面中經(jīng)過3D圖像增強的3D采集圖像。注意顱骨后近場的結(jié)構(gòu)變得清晰，因此具備了新的診斷能力。(由Selbing教授提供1)

在今年的國際婦產(chǎn)科超聲協(xié)會年會上，醫(yī)師不僅介紹了3D技術(shù)的積極影響，而且還使用了臨床證據(jù)作為他們的論據(jù)。尤其是，來自哈佛醫(yī)學(xué)院的Beryl Benacerraf博士展示了3D冠狀面圖像是定位子宮內(nèi)避孕器(IUD)臂的盆腔超聲掃描的必要組成部分，并且“通過3D技術(shù)，可以區(qū)分縱隔子宮和雙角子宮，因為三個正交平面足以評價體腔的形狀。” 3 Valentina Chiappa博士總結(jié)道：“3D超聲是宮旁浸潤評價中的精確診斷工具，在所有明顯浸潤病例中，其結(jié)果可以媲美MR。”4

真正的風(fēng)險

由于二維技術(shù)到目前為止已經(jīng)非常成功，放射線學(xué)者總體上滿足于2D超聲技術(shù)，此外他們不確定應(yīng)用3D/4D技術(shù)是否利大于弊。目前，3D技術(shù)已經(jīng)可以用于日常實驗，真正的風(fēng)險則是臨床醫(yī)師在使用2D技術(shù)可能會遺漏某些信息。托馬斯杰弗遜大學(xué)的Goldberg、Forsberg和Lev-Toaff等人的研究表明3D采集以及3D圖像增強已經(jīng)在統(tǒng)計學(xué)上取得了顯著進步。5

3D/4D技術(shù)可以更清晰地顯示器官和病灶的大小、位置、形狀和形態(tài)，勾勒出它們的輪廓，從而改善診斷和治療。Benacerraf博士談到：“立體超聲包含所有可用的信息，我們可以顯示任何平面中的圖像。”3配合自適應(yīng)3D圖像增強，我們可以進一步增強立體超聲中的信息。3D超聲的識別、定位和立體定量提高了診斷質(zhì)量和測量精度，這是2D超聲望塵莫及的。正如Benacerraf博士所說：“在探索信息顯示途徑的道路上，我們才剛剛起步。”3

通過3D超聲影像，可以看到器官和深層嵌入結(jié)構(gòu)的真正位置和方向。顯著的臨床收益使臨床醫(yī)師能夠更快地獲取更準(zhǔn)確的信息。Tutschek教授談到：“立體3D技術(shù)可以實現(xiàn)理想的檢查環(huán)境，實現(xiàn)每個點在兩個或三個正交平面中的相互關(guān)系的分析和研究。”2

圖像：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。(由Selbing教授提供1)

大部分放射學(xué)醫(yī)師已經(jīng)接受過2D技術(shù)培訓(xùn)，并且由于過去缺乏3D/4D的臨床證據(jù)，這使臨床醫(yī)師產(chǎn)生偏見，導(dǎo)致對技術(shù)改進的需求較低。但是，通過3D采集，通過一次掃描能夠獲得整個解剖數(shù)據(jù)，且能滿足大多數(shù)的臨床應(yīng)用。從而幫助實現(xiàn)更快速的診斷，激發(fā)了應(yīng)用的需求。

Benacerraf博士展示了快速采集足以重建三個正交平面，并顯示每個所需方向的體腔。3 此外，3D掃描也可以訪問與探頭垂直的C平面;而2D掃描技術(shù)則無法實現(xiàn)。正如Tutschek教授所述：“可以在矢狀面內(nèi)的重建平面中看到小腦蚓部。”2Selbing教授同時指出：“只需提供3D掃描技術(shù)的基本培訓(xùn)，經(jīng)驗較少的放射線技師也能有效地獲取準(zhǔn)確的解剖立體結(jié)構(gòu)。”1

硬件升級

圖形處理器(又稱為GPU)不僅越來越多地應(yīng)用于電子游戲業(yè)，而且還可以取代CPU或與CPU協(xié)作進行通用計算。隨著GPU技術(shù)的快速發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)程序設(shè)計語言的涌現(xiàn)，可以充分發(fā)揮3D/4D采集和3D圖像增強軟件的潛力。

功能強大且廉價的硬件的快速發(fā)展以及臨床醫(yī)師日益增加的需求將成為OEM廠商投資強大3D技術(shù)的強勁驅(qū)動因素。OEM廠商可以輕松地升級到3D/4D超聲探頭，使其與3D/4D超聲影像軟件配套。

通過與合適的軟件相結(jié)合，目前的軟件可以高性價比地提供先進功能，而此前獲取這些功能需要購置昂貴的專用硬件。例如，超聲掃描轉(zhuǎn)換最初是完全通過硬件完成的過程?，F(xiàn)在這一過程可以通過先進的圖像處理軟件完成。

婦產(chǎn)科學(xué)是3D/4D技術(shù)最擅長的臨床應(yīng)用，可以帶來最可靠的臨床效益。但是，其他臨床應(yīng)用，如普通放射科和泌尿科的診斷，對3D采集的需求也日益增加，因此3D技術(shù)的應(yīng)用也隨之增長。只要臨床醫(yī)師的需求保持增長，OEM廠商將必須投資能夠支持3D/4D影像的硬件。

隨著臨床醫(yī)師需求的增長、多年臨床證據(jù)的積累以及硬件升級需求/進步的提升，3D/4D技術(shù)將無疑會在2013年獲得長足發(fā)展，成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，幫助實現(xiàn)更為準(zhǔn)確、有效的實時診斷。