Hur fungerar bildbehandlingen av en bärbar ultraljudsmaskin?

Hej där! Som leverantör av bärbara ultraljudsmaskiner får jag ofta frågan om hur bildbehandlingen av dessa fiffiga enheter fungerar. Så jag tänkte dela upp det åt dig på ett sätt som är lätt att förstå.

Låt oss börja med grunderna. En ultraljudsmaskin, inklusive en bärbar dator, använder högfrekventa ljudvågor för att skapa bilder av kroppens insida. Dessa ljudvågor ligger utanför området för mänsklig hörsel, vanligtvis från cirka 2 MHz och går upp till 18 MHz eller till och med högre i vissa fall.

Givaren: Ljudvågsgeneratorn

Den första nyckelkomponenten i bildbehandlingskedjan är givaren. Det är som ultraljudssystemets mun och öron. Givaren är en liten handhållen enhet som innehåller ett gäng små piezoelektriska kristaller. När en elektrisk ström appliceras på dessa kristaller vibrerar de och producerar ljudvågor. Dessa ljudvågor vandrar sedan in i kroppen.

När ljudvågorna träffar olika vävnader i kroppen studsar de tillbaka eller reflekteras. Vävnadernas täthet och struktur avgör hur mycket av ljudvågen som reflekteras. Till exempel reflekterar täta vävnader som ben en stor del av ljudvågen, medan mjukare vävnader som muskler reflekterar mindre.

Samma piezoelektriska kristaller i givaren fungerar då som mottagare. När de reflekterade ljudvågorna träffar kristallerna får de kristallerna att vibrera igen, vilket genererar en elektrisk signal. Denna elektriska signal är rådata som kommer att användas för att skapa ultraljudsbilden.

Signalförstärkning och filtrering

Efter att givaren tar upp de reflekterade ljudvågorna och omvandlar dem till elektriska signaler är dessa signaler vanligtvis mycket svaga. Det är där förstärkaren kommer in. Förstärkaren ökar styrkan på de elektriska signalerna så att de kan bearbetas ytterligare.

Men alla signaler är inte användbara. Det kan finnas visst brus i signalerna, som kan komma från olika källor som den elektriska miljön eller patientens rörelse. För att bli av med detta brus går signalerna genom ett filter. Filtret är som ett såll som endast släpper igenom de relevanta delarna av signalen och blockerar det oönskade bruset.

Analog - till - Digital konvertering

De elektriska signalerna från givaren är i analog form. Men moderna bärbara ultraljudsmaskiner använder digital teknik för att bearbeta och visa bilderna. Så nästa steg är att omvandla de analoga signalerna till digitala signaler. Detta görs av en analog - till - digital omvandlare (ADC).

ADC:n samplar den analoga signalen med regelbundna intervall och tilldelar ett digitalt värde till varje sampel. Ju fler samplingar det tar, desto mer exakt blir den digitala representationen av den ursprungliga analoga signalen. Dessa digitala data är då mycket lättare att manipulera och bearbeta med hjälp av datorns programvara.

Bildbildning

Nu när vi har den digitala datan är det dags att förvandla det till en bild. Den bärbara ultraljudsmaskinen använder en komplex algoritm för att analysera digitala data. Algoritmen tar hänsyn till faktorer som den tid det tog för ljudvågen att färdas till vävnaden och tillbaka, styrkan på den reflekterade signalen och vinkeln med vilken ljudvågen skickades.

Baserat på denna analys skapar maskinen en tvådimensionell eller ibland tredimensionell bild av kroppens inre strukturer. Varje pixel i bilden representerar en liten volym av vävnad i kroppen, och pixelns ljusstyrka bestäms av styrkan på den reflekterade signalen. Till exempel kan en ljus pixel representera en tät vävnad som ben, medan en mörkare pixel kan representera ett vätskefyllt område som en cysta.

Bildförbättring

Den ursprungliga bilden kanske inte alltid är perfekt. Det kan finnas några artefakter eller områden som inte är tillräckligt tydliga. För att förbättra bildens kvalitet använder den bärbara ultraljudsmaskinen olika bildförbättringstekniker.

En vanlig teknik kallas förstärkningsjustering. Förstärkningen styr bildens totala ljusstyrka. Om bilden är för mörk kan du öka förstärkningen för att göra den ljusare. En annan teknik kallas time - gain compensation (TGC). Olika djup i kroppen dämpar ljudvågorna olika. TGC justerar förstärkningen baserat på vävnadens djup, så att vävnaderna på olika djup ser mer jämnt upplysta i bilden.

Det finns också tekniker för att förbättra bildens kontrast. Kontrast gör det lättare att skilja mellan olika typer av vävnader. Att öka kontrasten kan till exempel göra gränserna mellan en tumör och den omgivande vävnaden mer synliga.

Display och lagring

När bilden har förbättrats är den redo att visas på den bärbara datorns skärm. Den bärbara datorns grafikkort tar den bearbetade bilddatan och visar den i ett tydligt och lättläst format.

Förutom att visa bilden låter bärbara ultraljudsmaskiner dig också lagra bilderna. Du kan spara bilderna i olika filformat, till exempel DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine), som är ett standardformat som används inom det medicinska området. Dessa lagrade bilder kan användas för ytterligare analys, jämförelse över tid eller för delning med annan vårdpersonal.

Ansökningar inom veterinärmedicin

Bärbara ultraljudsmaskiner används inte bara inom humanmedicin utan har också ett brett spektrum av tillämpningar inom veterinärmedicin. Till exempelVeterinär bärbar ultraljudsskannerär ett utmärkt verktyg för veterinärer att undersöka små djur som katter och hundar. Det kan hjälpa till att upptäcka problem i buken, såsom njursten eller tumörer.

DeEquine ultraljudsmaskinär speciellt utformad för hästar. Den kan användas för att kontrollera reproduktionssystemet hos ston, diagnostisera muskel- och skelettskador och övervaka hälsan hos hästens inre organ.

Och naturligtvisVeterinära ultraljudssonderär en viktig del av det veterinära ultraljudssystemet. Olika sonder används för olika applikationer, beroende på storleken och typen av djuret och den del av kroppen som undersöks.

Varför välja våra bärbara ultraljudsmaskiner

Våra bärbara ultraljudsmaskiner är designade med den senaste tekniken för att ge bilder av hög kvalitet. De är bärbara, vilket innebär att de lätt kan bäras till olika platser, oavsett om det är en veterinärklinik, en gård eller ett avlägset område för fältarbete.

Det användarvänliga gränssnittet gör det enkelt för både erfarna och nybörjare att använda maskinen. Och med vår utmärkta eftermarknadsservice kan du vara säker på att du får den support du behöver.

Om du är intresserad av att köpa en bärbar ultraljudsmaskin för din praktik eller organisation vill jag gärna ha en pratstund med dig. Vi kan diskutera dina specifika behov och hitta den bästa lösningen för dig. Hör bara av dig och låt oss börja samtalet om hur våra bärbara ultraljudsmaskiner kan gynna dig.

Referenser

• Bushberg, JT, Seibert, JA, Leidholdt, EM, & Boone, JM (2011). Den väsentliga fysiken för medicinsk bildbehandling. Lippincott Williams & Wilkins.
• Fahey, FH (2009). Fysiska principer för medicinsk bildbehandling. Mosby Elsevier.