3D ultrazvočna anatomija in preseki

KAKO JE USPELO ?
3D ali 4D ?
Pojav 3d
3D Echo
A historical perspective
DUKE UNIVERSITY – T2
1986-1990
T. Buck, A Franke, M. J. Monaghan: Three-dimensional Echocardiography, Springer 2011
NOVE TEHNIKE IZDELAVE UZ
TIPAL
Matrix array sonda
3000 PZT kristalov, ki
oddajajo uz ţa rke v prostor
Sprejemanje in obdelava
podatkov v realnem času
Slikovni prostorski prikaz
gibanja srca v realnem času
PRVI RT3D PRETVORNIKI
2,6*1,6 = 4,2cm2
2,5*2,1 = 5,0cm2
RAZVOJ MIKROPROCESORJEV
Luigi P. Badano, Roberto M. Lang, Jose Luis Zamorano: Textbook of Real-Time Three Dimensional Echocardiography, Springer 2011
RAZVOJ RT3D PRETVORNIKOV
x4
- x4 pretvornik (2005)
ima 24 namensko
tiskanih vezij
(application-specific
integrated circuits,
ASICs)
- X5 (2010) pa samo
eno! Tako so
zmanjšali porabo
energije, gretje in
volumen
- Zmanjševanje je
bilo ključno v
razvoju matrix
tehnologije
RAZVOJ RT3D PRETVORNIKOV
NAČIN DELOVANJA
T. Buck, A Franke, M. J. Monaghan: Three-dimensional Echocardiography, Springer 2011
NAČIN DELOVANJA
T. Buck, A Franke, M. J. Monaghan: Three-dimensional Echocardiography, Springer 2011
NAČIN DELOVANJA
1. Globina snemanja 16cm
2. Velikost volumna 60X60°
3. Hitros UZ je 154000cm/sek
4. Za pot tja in nazaj do globine 16cm,
porabimo v resnici 32 cm
5. Kolikokrat v sekundi lahko pošljemo
pulz? 154000:32=4812 krat
6. Če so UZ ţarki v piramidi vsaksebi za
1°, uporabimo pri piramidi s 60x60 ţarki
=3600 ţarkov (scaning lines)
7. Če na te ţarke razporedimo pulze, ki
so na voljo, dobimo 4812:3600=1,3 Hz
8. Neuporabno
60º
60º
REŠITEV
1. Vzporedno oblikovanje in obdelava ţarkov
(microbeamforming)
2. EKG usmerjeni subvolumni (full volume 3DE)
3. 3DE v “ţivo” (live 3DE-ozek volumen), povečan
izsek manjšega volumna (zoom 3DE)
VZPOREDNO SPREJEM IN
OBDELAVA ŢARKOV
T. Buck, A Franke, M. J. Monaghan: Three-dimensional Echocardiography, Springer 2011
Luigi P. Badano, Roberto M. Lang, Jose Luis Zamorano: Textbook of Real-Time Three Dimensional Echocardiography, Springer 2011
VZPOREDNI SPREJEM IN
OBDELAVA ŢARKOV
T. Buck, A Franke, M. J. Monaghan: Three-dimensional Echocardiography, Springer 2011
Luigi P. Badano, Roberto M. Lang, Jose Luis Zamorano: Textbook of Real-Time Three Dimensional Echocardiography, Springer 2011
VZPOREDNI SPREJEM IN
OBDELAVA ŢARKOV - ODNOSI
Frame rate =
1540 * število sprejetih
vzporednih ţarko v
2 * širina volumna2 * globina
volumna * lateralna resolucija2
Luigi P. Badano, Roberto M. Lang, Jose Luis Zamorano: Textbook of Real-Time Three Dimensional Echocardiography, Springer 2011
Časovna, prostorska natančnost
Scan
lines !!
POTEK DELA V PRAKSI
Snemanje, zajem podatkov
Upodabljanje (rendering) trodimenzionalne
slike
Uporaba vseh moţ nosti, ki jih daje posnetek
– obrezovanje (cropping), preseki, rezine
Pisanje izvida
SNEMANJE
Snemanje lahko opravimo na 3 načine
1.
2.
3.
Snemanje pod manjšim kotom (tanjši izsek)
Snemanje pod širokim kotom (celotna „piramida- celoten data set“)
Snemanje širšega kota vendar samo manjši volumen (zoom mode)
Število posnetih utripov
Večina sistemov omogoča snemanje samo enega utripa, vendar na račun
prostorske in časovne natančnosti. Če ţeli mo oboje povečati, moramo
posneti več utripov in jih nato spojiti. Tak način pa je dovzeten za napake
pri spajanju (stitching artefacts)
SNEMANJE - MOŢNOSTI
Zoom
RT3D
Ozek volumen RT3D
Širok – celoten volumen
Barvni dopler
En utrip
Več utripov
T. Buck, A Franke, M. J. Monaghan: Three-dimensional Echocardiography, Springer 2011
Upoštevaj vplive na:
- prostorsko natančnost
- časovno natančnost
- vezalne artefakte
„RAW DATA SET“
RAW DATA SET
Piramido presečem in dobim sliko
klasičnega 2D prikaza
Piramido presečem, obreţem in dobim
prikaz „3D - upodobljene“ notranjosti
PRESEKI IN UPODABLJANJE
„rendering“
Luigi P. Badano, Roberto M. Lang, Jose Luis Zamorano: Textbook of Real-Time Three Dimensional Echocardiography, Springer 2011
PRESEKI IN PRIKAZI
Sagital plane
Sagital
PRESEKI IN PRIKAZI
Ortogonalni preseki
„X plain“ preseki – tomografski 2D prikaz „presekanih“
struktur pod določenim kotom (biplane, rotoplane)
MPR prikaz (multi plane reconstrution – več ravninska
obnova)
Vzporedni tomografski preseki (paraplane)
Preseki po poljubni ravnini
Osnovni, ortogonalni 3D preseki
in „upodobitve“
Sagitalni presek - PLAX
Transverzalni presek - PSAX
Koronalni presek – A4C
PRESEKI
IN
ZGODOVINA
dolga os,
transverzalni presek,
PRESEKI, NAGIBI
RAVNINE IN PRESEKI
„Rotoplane“
RAVNINE IN PRESEKI
„Rotoplane“
RAVNINE IN PRESEKI
Xplane - nagib v stran
RAVNINE IN PRESEKI
Xplane - nagib v stran
RAVNINE IN PRESEKI
Xplane - nagib v stran
RAVNINE IN PRESEKI
Xplane - nagib v stran
RAVNINE IN PRESEKI
Xplane - nagib po višini
RAVNINE IN PRESEKI
Xplane - nagib po višini
RAVNINE IN PRESEKI
„Rotoplane + paraplane“
RAVNINE IN PRESEKI - MPR
(Večravninska obnova)
RAVNINE IN PRESEKI - MPR
(Večravninska obnova)
RAVNINE IN PRESEKI
Biplane - uporaba
MPR – 3D prikaz
levega preddvora
MPR – 3D prikaz funkcije
levega prekata
MPR + VZPOREDNE RAVNINE
MPR+vzporedne ravnine –
desni prekat
MPR – „poljubne“ ravnine
MPR 3D TEE + BARVNI DOPPLER
Vena contracta ?
OBREZOVANJE ?
REZANJE,OBREZOVANJE –
(CROPPING)
Je posebna lastnost 3D tehnologije
Omogoča prikaz, pogled n.pr.: iz srčne
votline na strukture, ki so v neposredni
povezavi z votlino
Lahko ga opravimo po ortogonalnih
ravninah ali pa po poljubni ravnini
OBREZOVANJE
Obrezovanje lahko izvedemo pred snemanjem ali pa po
snemanju
Če ga opravimo pred snemanjem izboljšamo časovno in
prostorsko natančnost
Toda če tak posnetek shranimo, ga ne moremo več vrniti
v prvotni volumen
Če pa shranimo celotno “piramido”, ohranimo več
informacij, vendar na račun časovne in prostorske
natančnosti
OBREZOVANJE - OSNOVNI NAČINI
Crop Box
Crop plane
ortogonalno
poljubna ravnina
OBREZOVANJE - OSNOVNI NAČINI
Crop Box
OBREZOVANJE - OSNOVNI NAČINI
Dogovor o poimenovanju srčnih
struktur v prostoru
Anatomska lokalizacija
srčnih struktur je skladna
s kirurškim pogledom v
levi preddvor
Uporabljamo orientacijo v
smeri urnega kazalca ko
je 12 pod AZ
Poimenovanje lokalizacije
skladno z dogovorom
Poimenovanje lokalizacije
skladno z dogovorom
OBREZOVANJE
OBREZOVANJE
OBREZOVANJE
MITRALNA ZAKLOPKA 3D TTE
upodabljanje – „rendering“
MZ - 3D TEE
MR – prolaps,
regurgitacija
MZ - flail
MR – degeneratvine spremembe
UMETNA MZ - leak
UMETNA MZ leak
AORTNA ZAKLOPKA
ASD - TTE