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AI超声 EPIQ 才智中心:智能解剖超声技能(AIUS)

来源:网络 2020年02月21日 07:37   作者:fashion AI超声 超声 晶体

据 WHO 核算,每四次医学印象学查看中就有一次是超声查看,超声查看已成为一切印象学查看办法中运用规模最广,运用频率最高,新技能遍及速度最快的查看手法。而超声查看之所以如此收到喜爱,其间最重要原因就是现代超声技能的不断打破和立异满意了临床确诊和医治的需求,并推动了临床全体医治水平的前进。

近年来跟着 nSIGHT 技能、纯洁波晶体技能、电子矩阵技能以及 AIUS—解剖智能超声的不断面世,使超声印象学技能发生了质的腾跃,使超声印象学的开展进入了抱负中的新阶段。 

nSIGHT 技能

在超声的开展进程中,从二维 B 超扫描,到五颜六色多普勒和实时三维成像,每一次技能上的打破都造就了超声确诊学的腾跃。立异的波束构成技能进入临床运用,扩展超声的运用范畴,以前进对临床确诊的支撑,使超声成为更具权威性的查看办法。

1. nSIGHT 技能原理

传统超声成像技能发射的声束好像沙漏状(图 1),只能构成固定的焦点——相似于咱们日常运用的手电筒,运用时需求依据照耀的远近来调理聚集点取得最佳图画。假如想在更宽的规模内聚集,就需求设置更多的聚集点,导致帧频显着下降。因此飞利浦首要推出 nSIGHT 渠道这一全新的成像办法,它对传统超声声束进行杂乱而精细的核算,将其进行全程聚集构建出往复的铅笔状声束(图 2),相似将传统光源聚集成一束高度会聚的激光束。 

 
图 1 传统的沙漏状发射波束                  图 2 nSIGHT 铅笔状发射波束

2. nSIGHT 技能临床价值

传统波束构成器可使回波信号被接连聚集,而被接纳的波束保持在稳定的聚集。但是发射波束仍只聚集在固定的深度,因此只能在发射聚集区邻近取得最佳分辨率。在惯例的波束构成下,空间分辨率、时刻分辨率和安排的均匀性等图画特点是互相限制的,这意味着一个特点的改进会给其它特点带来晦气的影响(图 2)。

人们往往为了前进图画在某个特点上的功用,而献身图画在其它特点上的功用。例如,当用户想以高帧率成像,以闪现快速运动的结构或答应探头对患者进行大规模扫描以寻觅病理源,那么他们有必要承受空间分辨率下降带来的图画质量的丢失。而在 nSIGHT 成像渠道下完结了时刻分辨率、空间分辨率和安排均匀性的不互相限制,然后运用户能够前进各个方面的成像功用而不影响互相(图 3)。

              
图 2 传统架构中图画特点相关联       图 3 nSIGHT 成像特点不互相限制

纯洁波晶体技能

超声探头压电资料是决议体系图画质量的根底。压电探头阵元担任将超声能量传入查看安排并将回来的超声信号转变为电子信号, 将电子能量转化为机械能量或许将机械能量转化为电子能量的偶联功率是决议图画质量和穿透力的关键要素。

1. 纯洁波晶体技能原理

一项开始于 1997 年的飞利浦研讨方案探究了压电晶体在医疗上的或许运用。该方案带来了纯洁波晶体技能的研制成功——一种全新的具有共同的压电晶体的探头技能,供给了较之传统 PZT 陶瓷明显改进的功率和带宽。

纯洁波晶体资料更为均质,所表现出的缺陷更少、损耗更少而且没有晶体鸿沟。当这些晶体依照设定的方向极性复原时,能够完结简直完美的对位(100%), 因此极大的增强了电机械特点。

与传统的探头资料比较较,纯洁波晶体愈加纯洁、愈加均质、更少损耗,能够愈加精确和有用的转化能量。从如下核算数字能够看出纯洁波晶体展示了极高的电机械偶联要素:

• 与当时超声探头中运用的 PZT 陶瓷比较,转化电机械能量的功率添加了 68-85%

• 纯洁波晶体所表现的应变是传统多晶 PZT 类型陶瓷的十倍 


PZT 与纯洁波晶体在极性复原过程中的偶极子从头取向

2. 纯洁波晶体技能运用优势

扩宽的探头带宽和更高灵敏性的纯洁波晶体技能带来了明显的功用优势,尤其在穿透深度和图画分辨率方面。收集、处理和显现更多确诊信息的才干带来的是无比明晰的图画和整个图画视界中愈加一致性的细小细节分辨率。

在对困难患者显像的研讨中,这种优势更是尽显无遗,能够在更高份额的患者中完结整个心内膜鸿沟的描绘,在查看中替换探头次数的削减一起带给咱们效价比和作业流程方面的获益。

纯洁波晶体技能带来的明显优点在安排和比照谐波运用中也有表现,安排谐波中灵敏度的添加改进的穿透深度和鸿沟描绘,完结了仅能在 LVO 比照中才干获取的成果。得到的谐波图画明显削减了杂波,极大的添加了结构细节,使心内膜和微细结构,如瓣膜和腱索,都能明晰地显现。来自于纯洁波晶体的更宽的频带规模和优异的低频率掩盖也供给了比照谐波中的首要优势。更高的灵敏度使临床医师能够更简略的检测微泡。

纯洁波晶体技能的功用优势并不局限于低频率规模的心脏运用,在腹部妇产科探头,腔内探头号,灵敏度和功率的添加也是明显的,电机械偶联功率别离改进了 68-85%。纯洁波晶体技能现已将探头规划技能带领入一个新水平。不只能够完结惯例超声成像,乃至能够供给给医师弹性成像,安排多普勒 TDI 成像,造影成像等多种超声前沿范畴的运用。

纯洁波技能最新的运用是在 3D 探头规划中,它使探头的尺度空前地缩小,而图画质量和灵活性都明显前进,然后能够支撑多种成像和多普勒形式。  

 
纯洁波晶体技能用于 S5-1 探头和 X7-2 探头的完美图画 

 
纯洁波晶体技能用于 C10-3V 探头和 X6-1 探头的完美图画

电子矩阵技能

Philips 首要推出的矩阵探头使探头的二维阵列技能成为或许,探头能够在两个方向上分隔为纵向探头晶体。这让图画容积的声束偏转和聚集电子化和同步化。这也造成了更多新的应战。矩阵声束构成器经过运用新式的客户 ASICs 将声束构成部分整合在探头内成为或许。


矩阵探头单个阵元和人的头发比较

跟着电子元件不断的微型化,现在现已能够将矩阵整合到满足小的容积中,乃至能够做成实时三维经食管探头进行心脏查看。这避免了声束经过肋骨、肺脏和脂肪层时的衰减,特别是关于肥壮患者,能够明显改进成像质量。而且,完结了在手术中对心脏状况进行实时监测。 


Philips X7-2t 矩阵实时三维经食管探头 

X7-2t 矩阵实时三维经食管探头获取的主动脉瓣缩短期及舒张期实时三维图画

2010 年飞利浦推出业界榜首只腹部矩阵探头 X6-1,在飞利浦矩阵探头宗族中具有最大 2D 孔径和最高分辨率。它结合了纯洁波单晶体技能和声学放大器技能,然后制造出具有强壮的穿透力和分辨力的高灵敏探头。

与传统探头比较,这大大下降了 X6-1 探头的成像平面厚度,削减了容积效应,增强了肋间成像才干,前进了它的空间和比照分辨率,确保了整场图画信息的均一性。这些功用带来的成果是让全场内任何切面都有着一流的图画质量,包含传统探头无法获取的 C 平面。

跟着定量技能的前进,临床医师现在能够对安排结构进行实在的容积定量。这对点评体内结构,供给对正常和反常结构的区别大有裨益,协助办理患者和进行医治方案拟定。运用最新的定量软件中的主动检测及辅佐功用,咱们能够快速描计结构的鸿沟,便利的进行容积数据的定量。 

 
X6-1 矩阵探头 MPR 多平面成像                         矩阵容积成像获取明晰地胎儿面部三维图画

矩阵阵列探头成像是一种新的办法,完结了超声数据的收集、可视化和量化。它协助改进了作业流程,让临床医师的功率大大前进。此外,容积成像经过图画可视化的前进,让超声体系有了新的运用范畴,发挥新的效果,协助进行疾病办理。

解剖智能超声(AIUS

飞利浦推出的全新 EPIQ 旗舰超声立异地将大数据运用带入超声确诊中。智能解剖超声技能 (AIUS) 以超声图画与医学解剖模型的大数据为根底,经过树立器官模型及自适应体系技能,到达体系主动识别安排解剖结构并进行定量剖析。与以往的超声体系比较,EPIQ 削减了 40%-80% 的操作和 15% 的过程,一起大幅度前进定量成果的精确性和可重复性。

AIUS(解剖智能超声)是 EPIQ 才智的中心,旨在将被迫的超声体系进步为主动的智能确诊设备。具有解剖结构主动识别,主动化引导流程,以及业界广为认可的量化东西,然后使定量剖析更简略履行,更具有可重复性,供给更高水平的临床信息及科研东西。

依据 AIUS 的 Q-Apps 运用为您供给最全面的图画量化信息,将供给三个层次的主动化定量剖析软件。榜首层次,主动化剖析定量软件,包含 a2DQ(主动二维定量),aCMQ(主动心肌运动定量);第二层次,针对杂乱解剖结构进行引导剖析及主动定量,包含 MVN(二尖瓣定量导航),FHN(胎儿心脏容积导航);第三层次,针对三维容积数据进行主动剖析定量,将推出包含 Heart Model(心脏模型)、Auto Image Fusion(主动图画交融)等软件。

a2DQ:超声心动图查看中,不可避免要进行心功用评价,丈量 EF 值。以往的解剖 M 型丈量在不同操作者之间差错较大;而 Simpson 法丈量 EF 值又需求较多时刻才干完结。结合了 AIUS 解剖智能超声技能的 a2DQ,是每一个超声查看室的抱负东西,体系主动获取感兴趣区定位(Auto-ROI),供给对射血分数和容积数据的快速取得,加速日常的超声查看流程。

aCMQ:融入了 AIUS 解剖智能超声的主动心肌运动定量技能,选用 ASE/EAE 的世界标准化的主张, 首要推出契合世界标准的全新斑驳追寻技能,表现在 aCMQ 的图画收集更简洁,剖析中追寻的形式更全面,儿童新增探头可进行斑驳追寻,终究成果显现更直观。全新定量作业流,更方便、更省时;结合 SmartExam 更明显前进核算主动化和可重复性,结合 iRotate 使操作愈加便利方便。简洁的操作,更好的重复性,取得的左室全体及部分心肌运动评价陈述更佳的一望而知,并可使用斑驳追寻法 主动核算 EF 值及供给重复性高的全体长轴应变(GLS)数据。

MVN:飞利浦独有的 AIUS 的二尖瓣定量导航技能,依据 4 步引导简略定位便可快速描记出二尖瓣小叶,您只需 8 次按键即可取得易于了解的模型及根本数据。先进的 AIUS 让二尖瓣定量较以往的二尖瓣定量技能削减了 89% 过程。简略智能的二尖瓣定量导航技能,使用内置 AIUS 解剖智能信息引导操作,为心外科和介入科供给高效精确二尖瓣定量功用

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