مقدمه: چرا سرعت در تصویربرداری آلتراسوند اهمیت حیاتی دارد؟
تصویربرداری آلتراسوند (فراصوت) در سال‌های اخیر به ستون فقرات تشخیص‌های پزشکی تبدیل شده است. اما تصور کنید اگر می‌توانستیم هزاران تصویر آلتراسوند را در یک ثانیه ثبت کنیم، چه تحولی در پزشکی رخ می‌داد؟ این همان انقلابی است که نرخ فریم‌های فوق‌سریع در آلتراسوند به ارمغان آورده‌اند.
سرعت اکتساب داده در دستگاه‌های آلتراسوند تنها به سرعت انتشار صوت در بافت‌ها محدود می‌شود. سیستم‌های سنتی آلتراسوند، با تولید حدود ۳۰ تا ۴۰ فریم در ثانیه، قادر به ثبت دقیق جزئیات حرکات سریع یا رویدادهای گذرا نیستند. اما افزایش چشمگیر نرخ فریم، درها را به روی کاربردهای جدید و هیجان‌انگیزی در آلتراسوند پزشکی گشوده است:
- تصویربرداری سه‌بعدی بلادرنگ: برای مشاهده اندام‌ها در حرکت واقعی.
- ردیابی دقیق‌تر حرکت قلب: در طول چرخه تپش قلب.
- مشاهده امواج برشی: برای الاستوگرافی و ارزیابی الاستیسیته بافت (سفتی بافت).
- تصویربرداری غیرمستقیم از پتانسیل‌های الکتریکی: مشاهده اثرات مکانیکی فعالیت‌های الکتریکی بدن.
چالش نرخ فریم فوق‌سریع: سرعت فدای کیفیت؟
اولین رویکرد برای دستیابی به نرخ فریم‌های فوق‌سریع، شامل ارسال یک
موج صفحه‌ای (Plane Wave) به محیط بود. این روش امکان اکتساب هزاران تصویر در ثانیه را فراهم کرد، اما با یک چالش بزرگ همراه بود:
کاهش چشمگیر کیفیت تصویر از نظر وضوح و کنتراست. این کاهش کیفیت، به ویژه در کاربردهای حساس مانند الاستوگرافی گذرا (که برای مشاهده امواج مکانیکی برشی در بافت‌ها و ارزیابی خواص ویسکوالاستیک موضعی آن‌ها استفاده می‌شود)، بر دقت و قابلیت اطمینان تشخیص تأثیر منفی می‌گذاشت.
راهکار نوراوید: ترکیب امواج صفحه‌ای همدوس برای کیفیت بی‌نظیر
در نوراوید، ما با الهام از پیشرفت‌های علمی در این زمینه، به دنبال راهکارهایی هستیم که این مصالحه بین سرعت و کیفیت را از بین ببرد. راه حل پیشنهادی،
ترکیب امواج صفحه‌ای همدوس (Coherent Plane-Wave Compounding) است.
این تکنیک، تصاویر به‌دست‌آمده از چندین موج صفحه‌ای را که با زوایای مختلف ارسال شده‌اند، به صورت “همدوس” (Coherently) بازترکیب می‌کند. یعنی به جای اضافه کردن ساده تصاویر، سیگنال‌های آکوستیک را به گونه‌ای هوشمندانه ترکیب می‌کند که
تمرکز ارسال پرتو را به صورت مصنوعی (synthetic) بازیابی می‌کند.
مزایای بی‌سابقه ترکیب امواج صفحه‌ای همدوس:
- کیفیت تصویر برتر: تصاویر اکوگرافیک حاصل، از نظر وضوح و کنتراست به کیفیتی قابل مقایسه با تصاویر B-mode متداول (روش استاندارد) دست می‌یابند.
- کارایی بالا: برای دستیابی به این کیفیت بالا، به تعداد قابل توجهی کمتری از تابش‌ها نیاز است (حدود ۱۰ برابر کمتر از روش‌های کلاسیک).
- حفظ نرخ فریم فوق‌سریع: مهم‌تر از همه، این بهبود کیفیت بدون کاهش قابلیت‌های نرخ فریم فوق‌سریع (بالاتر از ۱۰۰۰ فریم در ثانیه) انجام می‌شود.
- بهبود الاستوگرافی: در زمینه الاستوگرافی گذرا، این روش بهبود قابل توجهی در کنتراست (حدود ۱۰ دسی‌بل) و وضوح فضایی (دو برابر بهتر) نسبت به ارسال‌های صفحه‌ای تک‌گانه ایجاد می‌کند. این به معنای تخمین دقیق‌تر سفتی بافت و نقشه‌های الاستیسیته با کیفیت بالاتر است.
کاربردها و چشم‌انداز آینده:
این رویکرد نوین، کاربردهای بالقوه جدیدی را برای آلتراسوند باز می‌کند:
- الاستوگرافی گذرا: برای مشاهده دقیق انتشار امواج برشی در بافت‌های انسانی و ارزیابی خواص ویسکوالاستیک (سفتی و ویسکوزیته).
- تصویربرداری سریع جریان رنگی (Fast Color-Flow Imaging): برای نمایش دینامیک جریان خون با سرعت بالا.
- تصویربرداری B-mode سریع: برای کاربردهای قلبی و سه‌بعدی که نیاز به وضوح زمانی بالا دارند.
نوراوید در خط مقدم نوآوری:
در نوراوید فناوران سلامت، ما عمیقاً به اهمیت این پیشرفت‌ها واقفیم. ما متعهد به بهره‌گیری از این تکنیک‌های نوین برای توسعه نسل بعدی تجهیزات پزشکی دانش‌بنیان و ارائه خدمات تخصصی آزمایشگاهی هستیم. با ترکیب امواج صفحه‌ای همدوس، نوراوید نه تنها کیفیت تصویر را ارتقا می‌دهد، بلکه با حفظ نرخ فریم فوق‌سریع، به پزشکان و محققان ابزاری قدرتمند برای تشخیص‌های دقیق‌تر و درک عمیق‌تر از بیولوژی بدن انسان ارائه می‌کند. این رویکرد، ما را در مسیر ساخت آینده‌ای روشن‌تر در سلامت یاری می‌دهد.