Ultrasonograficzne obrazowanie głowy, szyi i dróg oddechowych

Ultrasonografia jest stosowana klinicznie od ponad 50 lat i jest obecnie najczęściej stosowaną metodą obrazowania serca i jamy brzusznej na świecie. Rozwój systemów ultradźwiękowych z wykorzystaniem technik fazowanych rozpoczął się na Duke prawie 45 lat temu wraz z systemem Duke, określanym jako T1: T oznacza Thaumascan, wczesną nazwę systemu Duke. Praktycznie wszystkie obecne skanery ultradźwiękowe na świecie wykorzystują tę samą podstawową technologię fazowaną, zapoczątkowaną na Duke przy użyciu urządzenia T1 (i jego pochodnych). Ta rodzina systemów ultradźwiękowych została opracowana w Katedrze Inżynierii Biomedycznej we współpracy z Oddziałem Kardiologii.

T5 to szybki, działający w czasie rzeczywistym, 32:1 równolegle przetwarzany skaner obrazowania ultradźwiękowego 2D i 3D podłączony do matrycy 4000 elementów, z czego aktywnie używanych jest 1280 elementów (do 512 niezależnych nadajników i 1024 niezależnych odbiorników). System jest zdolny do pozyskiwania szybkich obrazów w skali szarości B i C, obrazów ortogonalnych i równoległych w czasie rzeczywistym oraz obrazów ultradźwiękowych 2D i 3D w czasie rzeczywistym. System jest unikalny, ponieważ jego komponenty są wysoce konfigurowalne, co pozwala na różne ustawienia parametrów w celu uzyskania najlepszej możliwej jakości obrazu. Wyjątkowo, T5 może obrazować synchronicznie z wieloma przetwornikami w różnych lokalizacjach przestrzennych.

Niniejszy protokół ma na celu umożliwienie modyfikacji systemu i wstępnego testowania nowych metod ultradźwiękowych. Zmiany w systemie będą określane głównie na podstawie subiektywnych wyników wstępnego lub okresowego skanowania. Pierwszym krokiem w tym procesie jest ustalenie, czy obrazy głowy, szyi i dróg oddechowych są w ogóle możliwe w określonych konfiguracjach skanowania. Włączone jest w to nauka skanowania za pomocą urządzenia. Drugi krok określi różne subiektywne porównania jakości obrazu (jedna konfiguracja systemu w porównaniu z inną). Jakość obrazu jest określana poprzez ocenę zdolności systemu do pozyskiwania celu, skali szarości i rozdzielczości na uzyskanych obrazach. Trzeci krok można podjąć, gdy dostępne są odpowiednie obrazy. Tutaj, subiektywne porównania wyników z T5 będą dokonywane w porównaniu z wynikami z innych konwencjonalnych metod obrazowania uzyskiwanych w zwykłym toku opieki nad pacjentem (w miarę ich dostępności).

Ten projekt jest finansowany przez badacza. Mamy nadzieję, że wyniki tego badania będą kluczowe dla inicjacji wniosków o finansowanie od agencji rządowych lub innych.

Istnieje powszechna zgoda, że ultrasonografia wiąże się tylko z minimalnym ryzykiem dla pacjenta. Diagnostyczne obrazowanie ultradźwiękowe z powierzchni ciała zostało wymienione przez FDA jako przykład badania o nieistotnym ryzyku w "Podręczniku wyjątków dla urządzeń badawczych" z czerwca 1996 r., Publikacja HHS FDA 96-4159. Przetwornik w systemie Duke wykorzystuje konwencjonalne poziomy energii ultradźwiękowej i jest na poziomie lub poniżej energii ultradźwiękowej stosowanej obecnie w systemach komercyjnych i zatwierdzonej przez Food and Drug Administration (720 mW/cm²; M. 2 I. = 1.9). Zatem, nie ma dodatkowego ryzyka dla pacjenta przy użyciu tego urządzenia w porównaniu z konwencjonalnym skanowaniem ultradźwiękowym. Niezależnie od konfiguracji skanowania, moc wyjściowa urządzenia nie wzrasta.

Niniejszy protokół przewiduje pozyskiwanie obrazów górnych dróg oddechowych w celu początkowego ustalenia, a następnie stopniowego poprawiania wydajności systemu ultradźwiękowego Duke T5 w sposób krok po kroku. Zrozumienie celu i wykonania tego protokołu wymaga zrozumienia krokowych i iteracyjnych procesów:

Krok 1: opracowanie procedur skanowania Krok 2: poprawa obrazu Krok 3: eksploracja porównań obrazów w małych grupach pacjentów