L'opzione senza radiazioni: applicazioni degli ultrasuoni nella medicina moderna

Application of Ultrasound Imaging in Modern Medicine explained by PostDICOM

L'ecografia è una tecnologia di imaging ancora più antica della tradizionale imaging a raggi X. Tuttavia, è stato adattato per l'uso in campo medico molto più tardi. Il suo primo utilizzo registrato è in ostetricia negli anni '50. Da allora, l'uso degli ultrasuoni si è ampliato per coprire altre aree della medicina e la tecnologia di imaging medicale ad ultrasuoni ha fatto diversi progressi nel corso degli anni. Questo articolo discute i progressi degli ultrasuoni nel tempo e come vengono utilizzati oggi nel settore sanitario.


Come funziona il dispositivo di imaging a ultrasuoni?

Come suggerisce il nome, funziona utilizzando le onde sonore. I dispositivi di imaging a ultrasuoni generano onde sonore ad alta frequenza, solitamente comprese tra 1 e 5 MHz. Queste onde sonore vengono trasmesse al corpo utilizzando una sonda portatile. Le onde sonore viaggiano ininterrottamente all'interno del corpo, fino a quando non colpiscono l'interfaccia tra due tessuti (ad esempio, tra muscolo e osso o tra fluido e tessuto molle). A seconda del tipo di tessuto presente, le onde sonore possono essere riflesse all'indietro o continuare a viaggiare ulteriormente. Le onde che vengono riflesse all'indietro (chiamate echi) vengono ritrasmesse al dispositivo di imaging a ultrasuoni. In base al tempo di ritorno di ogni eco e alla velocità del suono nel tessuto, il dispositivo di imaging medico ad ultrasuoni calcola la distanza tra la sonda e ciascuna struttura. La distanza e l'intensità di tutti gli echi si trasformano in un'immagine bidimensionale che appare sullo schermo di imaging ad ultrasuoni.


Come funzionano gli ultrasuoni rispetto ad altre modalità di imaging medico?

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Il più grande vantaggio degli ultrasuoni è che, a differenza della maggior parte delle altre tecniche di imaging, non utilizza radiazioni ionizzanti. È quindi sicuro per le popolazioni di pazienti sensibili agli effetti dell'esposizione alle radiazioni, come le donne incinte e i bambini. Cattura i tessuti molli molto meglio dei raggi X e delle scansioni TC ed è ideale per la visualizzazione degli organi interni. Durante la stessa seduta, è possibile ottenere più piani di imaging senza modificare la posizione del paziente; è sufficiente spostare la sonda portatile. Oltre al fatto che non utilizza radiazioni, un altro vantaggio chiave dell'uso degli ultrasuoni nelle configurazioni mediche è il basso costo. È molto meno costoso delle scansioni TC e della risonanza magnetica.

D'altra parte, gli ultrasuoni tradizionali non possono fornire la precisione di imaging dettagliata disponibile con tecniche avanzate, come la scansione TC. Non è in grado di visualizzare adeguatamente ossa e tessuti duri. La sessione di imaging ad ultrasuoni richiede più tempo rispetto ad altre modalità di imaging. Mentre una TAC può essere ottenuta in 30 secondi, un'ecografia impiegherebbe dai 15 ai 30 minuti.


Come vengono utilizzati gli ultrasuoni nell'imaging medico?

Un sistema di imaging medico ad ultrasuoni può essere utilizzato per visualizzare la struttura di qualsiasi organo interno del corpo in tempo reale. Applicando l'effetto Doppler (che è un cambiamento nella frequenza del suono quando l'oggetto si sposta avanti/lontano dalla sorgente), è possibile tracciare anche il flusso di sangue attraverso i vasi. Di seguito sono elencate alcune applicazioni di imaging medicale ad ultrasuoni:


Quali sono i recenti progressi nell'imaging medicale ad ultrasuoni?

I produttori di apparecchiature per la diagnostica per immagini ad ultrasuoni hanno sempre cercato di superare i limiti degli ultrasuoni tradizionali. Ciò ha portato a diverse innovazioni. C'è stato un miglioramento nel sistema di imaging a ultrasuoni stesso, inclusi migliori sistemi hardware e trasduttori. I produttori di sistemi di diagnostica per immagini ad ultrasuoni hanno lavorato duramente per ottenere miglioramenti nell'acquisizione, nella memorizzazione e nell'interpretazione di ecografi/immagini. Alcuni dei notevoli progressi nell'imaging ad ultrasuoni che hanno portato a progressi significativi nel settore sanitario sono discussi di seguito:

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Cosa riserva il futuro? «Ultrasuoni su un chip»

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La sonda tradizionale del trasduttore (che utilizza cristalli piezoelettrici) potrebbe essere in uscita. Ricercatori e imprenditori hanno trovato un modo per incorporare l'intelligenza artificiale su un microchip, che forma la nuova sonda del trasduttore. Questa elegante sonda portatile può essere semplicemente collegata allo smartphone dell'utente e le immagini possono essere visualizzate sul dispositivo. Gli «ultrasuoni su chip» riducono i costi dell'hardware e possono essere utilizzati anche per monitorare i pazienti a casa.

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Con il moderno sistema di diagnostica per immagini a ultrasuoni digitale di oggi, i medici richiedono anche un software di visualizzazione delle immagini di alta qualità in modo che gli ultrasuoni/le immagini possano essere visualizzati con alta risoluzione e chiarezza. Con l'avvento dello standard DICOM, tutti gli ultrasuoni/immagini digitali acquisiti vengono memorizzati nel formato DICOM. Quindi, il software deve essere in grado di leggere e modificare /images in questo formato. Un software ideale consentirebbe anche ai medici di ottenere informazioni dalle /immagini attraverso varie tecniche, come il rendering del volume e la ricostruzione. Il software consentirebbe la fusione delle immagini. Ciò significa che l'immagine ecografica può essere sovrapposta a un'altra modalità di imaging, come la TAC. Ciò consente agli esperti medici di ottenere allo stesso tempo un orientamento anatomico e una valutazione funzionale.

È inoltre essenziale che il software di visualizzazione delle immagini sia combinato con un sistema di archiviazione altrettanto efficiente. Questo perché gli ultrasuoni/le immagini digitali necessitano di ampio spazio di archiviazione e sarebbe necessario un server che consenta di ospitare diversi file di imaging dei pazienti. Un sistema di storage di questo tipo consente di recuperare tali file dall'archivio quando necessario.

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