انواع رادیولوژی و بخش های مختلف آن به چه صورت است؟

در طول دهه 2000-2011، استفاده جهانی سالانه در هر روش از توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس و تصویربرداری تشدید مغناطیسی MRI دو برابر شد در همین حال، تعداد روش های تصویربرداری اولتراسوند بیش از ده برابر شد.  برای رادیولوژیست های فعال واضح است که این افزایش در استفاده از تصویربرداری اولتراسوند در تنظیمات تصویربرداری پزشکی سنتی - بخش های رادیولوژی و قلب در بیمارستان ها رخ نداده است.  در این بررسی، پیشرفتهای اخیر و جهتگیریهای بالقوه آینده در ابزارهای تصویربرداری اولتراسوند را بررسی خواهیم کرد که تغییرات سریع در عمل تصویربرداری اولتراسوند پزشکی را توضیح میدهد.مشابه سایر روشهای تصویربرداری، سونوگرافی به محدودیتهای تحمیلشده توسط فیزیک اصلی (مثلاً طول موج) و تحمل نظارتی برای قرار گرفتن بیمار در معرض هر نوع انرژی منتقل شده به بدن نزدیک میشود.  بنابراین، جالب است که حدس بزنیم که چگونه روشهای مختلف ممکن است در سالهای آینده در مواجهه با محدودیتهای بنیادی مبدا فیزیک تکامل یابند.  همانند سایر روشهای تصویربرداری، استفاده از مواد حاجب ممکن است به غلبه بر برخی از محدودیتها کمک کند و تصویربرداری اولتراسوند را به مناطقی میآورد که کاربرد آن پیش از این امکانپذیر نبود، مانند تصویربرداری مولکولی، درمان و تحویل دارو.  در قالب دستنوشتهای کوتاه، امکان ارائه مروری جامع از ادبیات وجود ندارد.  ما نمونه هایی از گرایش های خاص با بالاترین علاقه را ارائه می دهیم. تا اوایل دهه 2000، تصویربرداری اولتراسوند تحت سلطه سیستمهای مبتنی بر گاری با قیمت حدود 100 تا 200 هزار دلار بود.  پزشکان یا تکنسینهای تصویربرداری تخصصی در بخشهای رادیولوژی و قلب بیمارستانها این ابزارها را اداره میکردند.  اخیراً، تصویربرداری اولتراسوند به شکل ابزارهای دستی و اندازه لپتاپ گسترش یافته است که در طیف وسیعی از تنظیمات فراتر از بخشهای متمرکز بر تصویربرداری بیمارستانهای بزرگ معمولی استفاده میشوند.  با گسترش، کاهش اندازه، کاهش هزینه و کاهش نیاز آموزشی این دستگاههای کوچکتر، آنها را گزینههای مناسبی برای جوامع خارج از کشور و جوامع کم خدمات، و همچنین سناریوهای آمبولانس و تماس خانگی میسازد.  این تغییر توسط قانون مور بهبود عملکرد الکترونیک فعال شده است.  سخت افزار پردازش سیگنال تخصصی و تک منظوره با سیستم هایی جایگزین شده است که در آنها نرم افزار طیف وسیعی از عملکردهای پیاده سازی شده بر روی پردازنده های دیجیتال قدرتمند، همه کاره و با پهنای باند داده بسیار بالا را کنترل می کند .ابزارهای دستی امروزی اساساً می توانند عملکرد و عملکرد تصویربرداری مشابه ابزارهای مبتنی بر گاری قبلی را بدست آورند .ابزارهای مقیاس کوچک کاربردهایی را پیدا می کنند که شامل هدایت دسترسی عروقی ، ارزیابی اتاق اورژانس برای شرایطی مانند درد قفسه سینه ، تشخیص تجمع خون یا شناسایی / برداشتن جسم خارجی است.  به طور قابل توجهی، این ابزارها عمدتاً توسط کارکنان مراقبت های بهداشتی که تصویربرداری تخصص اصلی بالینی آنها نیست، کار می کنند.  سونوگرافی پزشکی به ایستگاه فضایی بین المللی و به میدان جنگ برده شده است.  مشاهده تصویر در زمان واقعی از راه دور (به عنوان مثال "پزشکی از راه دور") در هر دو سناریو نشان داده شده است. واضح است که ما به سناریویی نزدیک می شویم که در آن اندازه دستگاه توسط الکترونیک محدود نمی شود، بلکه نیاز به مبدل با دیافراگم خاص مطابق با نیاز بالینی و نیاز برای نمایش تصویر با ابعاد مفید است.  در حال حاضر، ابعاد باتری و مدت زمان شارژ نیز ملاحظات قابل توجهی هستند، اما پیشرفت در فناوری باتری و راندمان پردازنده، خوشبینی را برای بهبود مستمر به سمت استفاده گسترده از اولتراسوند دستی و مبتنی بر لپتاپ فراهم میکند. در اصل، سهم قانون مور در این زمینه در زمینه ها بیشتر است.  جایی که نیازمندی های پردازش محاسباتی عظیم بیشتر مرتبط هستند.  تا همین اواخر، بسیاری از الگوریتمهای پردازش سیگنال/تصویر که فقط در آزمایشگاههای تحقیقاتی وجود داشتند، نمیتوانستند به استفاده گسترده بالینی ترجمه شوند.  با این حال، در حال حاضر، به تدریج وظایف پردازش سیگنال و تصویر پیچیده تر در قلمرو عملی و هزینه قابل دوام قرار می گیرند.هر مدالیته تصویربرداری قادر به تصویربرداری آناتومیک، عملکردی و مولکولی - با درجات مختلف عملکرد و محدودیت است.  تصویربرداری آناتومیک همچنان کاربرد غالب باقی میماند، حتی زمانی که مقادیر فزاینده تصویربرداری عملکردی و مولکولی آشکارتر میشوند.  متأسفانه، تصویربرداری اولتراسوند به طور قابل اعتمادی در تصویربرداری آناتومیک عملکرد خوبی ندارد.  اولتراسوند بر انعکاس ضعیف و نرخ پایین شکست پرتو متکی است.  به طور کلی، در بافت نرم، نیاز انعکاس ضعیف برآورده می شود.  نیاز انعکاس ضعیف زمانی برآورده نمیشود که یک رابط شامل موادی با امپدانسهای صوتی متفاوت وجود داشته باشد.  در سونوگرافی، استخوانها و حجمهای هوا (در ریهها، مری و دستگاه گوارش) چالشهایی را ایجاد میکنند و در برخی کاربردها باعث ایجاد «پنجرههای صوتی» محدود میشوند.  به عنوان مثال، تصویربرداری قلب به تعداد نسبتاً کمی پنجره صوتی بین یا زیر دنده ها متکی است.  نیاز انعکاس ضعیف در برخی سناریوهای دیگر که باعث ایجاد سایه صوتی و طنین صوتی یا هر دو می شود برآورده نمی شود.  در حالت اول، اولتراسوند به نواحی بافت زیرین نمی رسد و هیچ سیگنال اکو دریافت نمی شود و در نتیجه ناحیه سیاهی ایجاد می شود.  یک مثال معمولی شامل ناتوانی در "دیدن" زیر یک دنده پوشاننده است.  طنین معمولاً بین لایه های پوشاننده ماهیچه و چربی رخ می دهد و باعث انعکاس چند مسیری می شود.  این تصویر به صورت یک تصویر فانتوم، ایستا و مه مانند پژواک که در عمقی بیشتر از منبع واقعی بازتاب اولیه ظاهر میشود، نمایش داده میشود.  در کاربردهای رادیولوژی، "مه" بافت مورد نظر را به درجات مختلف مبهم می کند که به کاهش کنتراست تصویر و تشخیص کمتر قابل اعتماد کمک می کند.این پدیده در تصویربرداری از قلب رخ می دهد و ممکن است باعث ایجاد مه ایستا بر روی ماهیچه قلب متحرک سطحی شود یا به عنوان مثال، به عنوان یک جسم ساکن در یک اتاقک قلب ظاهر شود.  دسته مهم دیگری از مصنوعات اولتراسوند که اغلب با آن مواجه می شوند مربوط به "انحراف فاز" است.  تشکیل پرتو اولتراسوند به سرعت بافتی مفروض بستگی دارد.  از آنجایی که چربی نسبت به بافت ماهیچه ای (1547 متر بر ثانیه) دارای سرعت صدای بسیار پایین تری (1478 متر بر ثانیه) است. لایه ای از چربی سطحی ضخیم غیریکنواخت یا چربی توزیع شده می تواند باعث ایجاد عیوب انکساری در تمرکز پرتو شود.  روند.  این منجر به کاهش وضوح پرتو می شود که هم بر وضوح فضایی تصویر («جزئیات») و هم بر کیفیت کنتراست تصویر تأثیر می گذارد.  این مکانیسمهای مصنوع فرصتهای گوناگونی را در تحقیقات به وجود میآورند و به حوزه های پیشرفت احتمالی در دهه آینده اشاره میکنند.