نمائی واقعی از جنین

اولتراسوند یک روش ارزان و متداول جهت تصویربرداری تشخیصی است در دو دهه گذشته این روش تصویربرداری از پیشرفت های تکنیکی روز بی بهره نبوده و از آنجا که یک روش قابل انعطاف و غیرتهاجمی است در علم پزشکی به دید یک روش ضروری و غیرقابل اجتناب توجه شده است در دهه گذشته, پژوهشگران و سازندگان با به کارگیری اولتراسوند سه بعدی ۳D Ultrasound این روش را بیشتر توسعه داده اند

این روش جدید تصویربرداری به سرعت در میان کاربران و پزشکان مورد توجه قرار گرفت و کاربردهای وسیعی پیدا کرد. علت اصلی اقبال عمومی نسبت به استفاده از اولتراسوند سه‌بعدی، محدودیت‌هائی است که در نمایش دو‌بعدی (۲D) تصاویر آناتومیک وجود دارد. بدیهی است که نمایش دو‌بعدی اندامی که خود سه‌بعدی هستند، یک محدودیت‌ محسوب شده و امکان تشخیص بهتر را کاهش می‌دهد، چرا که متخصص مربوطه بایستی در ذهن خود تصاویر دو‌بعدی را کنار هم گذاشته و تشخیص درست را انجام دهد که خود باعث ایجاد خطاهای فراوان و تشخیص نادرست می‌شود. از طرف دیگر، یک تصویر دو‌بعدی یک برش باریک در یک برش باریک در یک زاویه خاص از بدن است و به سختی می‌توان در تشخیص‌های بعدی آن جایابی کرده و دقیقاً مکان گذاشتن پروب و جهت آن را بازسازی نمود.

در این مقاله شرح خواهیم داد که چگونه تصویربرداری اولتراسوند سه‌بعدی به این محدودیت‌ها فائق آمده است. همچنین به پیشرفت‌های جدید در این عرصه از جمله سیستم‌های مکانیکی، free-hand و ارائه ۲D اشاره خواهیم کرد.

در گذشته تصاویر دو‌بعدی بیشتر با استفاده از x-ray تهیه می‌شد و هنوز هم مرسوم است، ولی تصاویر دو‌بعدی معایبی دارد که باعث می‌شود متخصص موفق به دیدن تمامی آناتومی آن عضو و وقایع مربوط آن نشود.

در اوایل دهه ۱۹۷۰، با معرفی سی‌تی‌اسکن، انقلابی در رادیولوژی تشخیصی به‌وجود آمد، چرا که تصاویر دو‌بعدی که از هر برش و در کنار هم به‌دست می‌آمد، به متخصصان کمک می‌کرد که با در کنار گذاشتن تصاویر دو‌بعدی ذهنیت سه‌بعدی از درون بدن را برای خود به‌وجود آورد. بعدها که تصاویر سه‌بعدی در سی‌تی‌اسکن و MRI ابداع شد، عزم جدی را برای فراهم کردن شرایط ساخت تصاویر سه‌بعدی در عرصه‌های دیگر تصویربرداری به‌وجود آمد. از طرفی با مشاهده تصاویر سه‌بعدی، کاربردهای خاص و جالبی که اینگونه تصاویر دارند، بیشتر مشخص گردید.

اگرچه تاریخچه تصویربرداری اولتراسوند به نیم قرن پیش بازمی‌گردد، اما مسیر توسعه و پیشرفت در این صنعت چندان سریع نبوده، به‌خصوص در سه دهه اول کاربرد اولتراسوند در پزشکی به کاردیولوژی، زنان و زایمان محدود می‌شد. اما در دهه گذشته، اولتراسوند در عرصه پزشکی به خوبی از نتایج پیشرفت‌های فن‌آوری بهره‌مند و مبدل به یک روش سودمند و ضروری شده است. علت این همه درگیری و اقبال عمومی، انعطاف‌پذیری و غیرتهاجمی بودن این روش است. علاوه بر آن به‌علت افزایش روزافزون کیفیت تصاویر و توانائی به بررسی جریان خون به روش دالپر، می‌توان ادعا کرد که امروزه اولتراسونوگرافی تبدیل به یکی از قدرتمندترین روش‌ها در رادیولوژی و کاردیولوژی شده است و حتی می‌تواند ابزاری برای هدایت و کمک به جراحان و تراپیست‌ها باشد.

محدودیت‌های اولتراسوند معمولی

در تصویربرداری اولتراسوند معمولی، ترانسدیوسر اولتراسوند طوری طراحی شده است که بتواند تصاویر دو‌بعدی تهیه کند. و بعد از آن با ترکیب این تصاویر دو‌بعدی در ذهن اپراتور و ایجاد و تشکیل یک حس سه‌بعدی! عمل تشخیص انجام گیرد.

به این ترتیب مشاهده موفقیت‌آمیز آناتومی و پاتولوژی و تشخیص صحیح بیماری کاملاً بستگی به تجربه و مهارت اپراتور خواهد داشت و این روش به دلایلی که خواهیم گفت یک روش قابل اعتماد و بهینه نیست.

تبدیل ذهنی تصاویر دو‌بعدی به تصاویر آناتومیک و پاتولوژیک سه بعدی، نه تنها به‌طور کافی سودمند نیست، بلکه کاملاً سلیقه‌ای و متکی به ذهنیت فرد خواهد بود که در این صورت می‌تواند منجر به خطا و عدم دقت در تشخیص و حتی تصمیم غلط در مراحل بعدی درمان شود.

تشخیص و تصمیم‌گیری صحیح برای طراحی روش درمان (Treatment planning)، احتیاج به یک ارزیابی دقیق از عضو (مثلاً حجم تومور) دارد. سونوگرافی دو‌بعدی معمولی تنها قادر است با استفاده از محاسبه طول و عرض و ارتفاع (و با تقریب زدن ناحیه مورد نظر به یک مثلاً بیضی‌گون) آن هم در نمائی هندسی و چهارگوش اقدام به محاسبه حجم نماید. از آنجا که این روش دارای خطا است و باز هم بستگی زیادی به مهارت اپراتور دارد، برای مانیتورینگ، پیگیری و ارزیابی عددی مراحل درمان روشی مناسب نیست. از طرفی لازم است که شرایط تصویربرداری در تمامی مراحل یکسان باشد تا بتوان در شرایط مختلف مقایسه صحیحی را انجام داد، ولی در اولتراسوند دوبعدی به‌دلیل مشکلاتی که در قرار دادن محل پروب وجود دارد، امکان تکرارپذیری تست به حداقل می‌رسد، به‌طوری که در هر مرحله مطمئن نیستیم که آناتومی در حال مشاهده با آنچه در مراحل قبلی انجام شده، یکسان است یا خیر.

در یک تصویربرداری سه‌بعدی اولتراسوند، تصاویر دوبعدی توسط پردازشگر با هم ترکیب می‌شود تا یک تصویر سه‌بعدی آناتومیک و پاتولوژیک واقعی و عینی (نه ذهنی!) ساخته شود. این تصویر می‌تواند در همان سیستم یا کامپیوتر دیگری نمایش داده شود، مجدداً پردازش شده یا پارامترهای مختلف آن مورد اندازه‌گیری قرار گیرد. این در حالی است که تصاویر دوبعدی اولیه می‌تواند در هر جهتی گرفته شده باشد، بدون اینکه محدودیتی از لحاظ آناتومی به‌وجود آید. به این ترتیب تصویربرداری اولتراسوند سه‌بعدی بر محدودیت‌هائی که در تصویرداری اولتراسوندی دوبعدی وجود داشت، غلبه می‌کند.

همچنین برخلاف تصویربرداری در سی‌تی‌اسکن و MRI که تصاویر دوبعدی به کندی تهیه می‌شود و مستلزم آن است که مکان تصویربرداری از قبل مشخص شده باشد، در اولتراسوند، تصاویر توموگرافی با سرعت هرچه تمام‌تر (کمتر از یک‌شصتم ثانیه) و در هر جهت دلخواهی ساخته و نمایش داده می‌شود. سرعت بالای پردازش و اختیاری بودن جهت تصویربرداری در اولتراسوند، این روش را تبدیل به یک شاهکار می‌نماید، به‌خصوص آنجا که بتوان تصاویر سه‌بعدی و از آن بالاتر تصاویر سه‌بعدی پویا (چهار‌بعدی) را تهیه کرد. نزدیک به دو دهه محققان در تلاش بودند تا تصاویر سه‌بعدی را در اولتراسوند بسازند. با این همه چندان موفقیتی حاصل نمی‌شد. شاید دلیل اصلی این عدم موفقیت و سرعت کند توسعه تصاویر سه‌بعدی، وجود حجم بسیار بالای اطلاعاتی بود که باید جمع‌آوری، پردازش و نمایش داده شود. زمانی که تصور کنیم تمامی این مراحل باید به‌صورت زنده (Real Time) انجام پذیرد، بیشتر به دشواری کار پی می‌بریم، علاوه بر اینکه مقرون به‌صرفه بودن تجهیزات به‌کار رفته هم مشکلی بود که می‌بایست مورد توجه قرار می‌گرفت.

---