Ultrasoinu Sistemak – Ikustezina Soinu Uhinekin Ikustea

Ultrasoinuen teknologia modernoak irudi medikoak irudi anatomiko estatikoetatik ebaluazio funtzional dinamikoetara eraldatu ditu, guztia erradiazio ionizatzailerik gabe. Artikulu honek ultrasoinu diagnostikoen fisika, aplikazio klinikoak eta berrikuntza aurreratuak aztertzen ditu.

Printzipio fisikoak
Ultrasoinu medikoak 2-18 MHz-ko maiztasunetan funtzionatzen du. Efektu piezoelektrikoari esker, energia elektrikoa bibrazio mekaniko bihurtzen da transduktorean. Denbora-irabaziaren konpentsazioa (TGC) sakoneraren araberako atenuazioa doitzen du (0,5-1 dB/cm/MHz). Ardatz-bereizmena uhin-luzeraren araberakoa da (λ = c/f), eta alboko bereizmena, berriz, habe-zabaleraren araberakoa.

Eboluzioaren kronologia

• 1942: Karl Dussiken lehen aplikazio medikoa (garuneko irudigintza)
• 1958: Ian Donaldek ultrasoinu obstetrikoa garatu zuen
• 1976: Eskaneatze analogikoko bihurgailuek eskala griseko irudiak ahalbidetzen dituzte
• 1983: Namekawa eta Kasaik aurkeztu zuten Doppler koloretsua
• 2012: FDAk lehenengo poltsikoko gailuak onartu zituen

Modalitate klinikoak

1. B modua
   0,1 mm-ko bereizmen espazialarekin oinarrizko eskala griseko irudiak
2. Doppler teknikak

• Kolore Dopplerra: Abiadura-mapak (Nyquist muga 0,5-2 m/s)
• Power Doppler: 3-5 aldiz sentikorragoa fluxu motelarekiko
• Doppler espektrala: Estenosiaren larritasuna kuantifikatzen du (PSV ratioak >2-k karotida estenosia %50 baino handiagoa adierazten dute)

3. Teknika Aurreratuak

• Elastografia (Gibelaren zurruntasuna >7.1kPa-k F2 fibrosia adierazten du)
• Kontraste bidezko ultrasoinua (SonoVue mikroburbuilak)
• 3D/4D irudigintza (Voluson E10-k 0,3 mm-ko voxel bereizmena lortzen du)

Aplikazio emergenteak

• Ultrasoinu Fokatua (FUS)
  • Ablazio termikoa (dardara esentzialean % 85eko 3 urteko biziraupena)
  • Alzheimerraren tratamendurako odol-garuneko hesia irekitzea
• Arreta Puntuko Ultrasoinua (POCUS)
  • FAST azterketa (hemoperitoneorako % 98ko sentikortasuna)
  • Biriketako ultrasoinu B lerroak (biriketako edemaren % 93ko zehaztasuna)

Berrikuntzaren Mugak

1. CMUT Teknologia
   Mikromekanizatutako ultrasoinu transduktore kapazitiboek banda-zabalera ultra-zabala (3-18MHz) ahalbidetzen dute, % 40ko banda-zabalera zatikiarekin.
2. AI integrazioa

• Samsung S-Shearwave-k elastografia neurketak egiten ditu adimen artifizialaren bidez
• EF kalkulu automatizatuak 0,92ko korrelazioa erakusten du bihotzeko MRIarekin

3. Eskuko Iraultza
   Butterfly iQ+-k 9000 MEMS elementu erabiltzen ditu txip bakarreko diseinuan, 205 g baino ez ditu pisatzen.
4. Aplikazio terapeutikoak
   Histotripsiak tumoreak modu ez-inbaditzailean kentzen ditu kabitazio akustikoaren bidez (gibeleko minbiziaren entsegu klinikoak).

Erronka teknikoak

• Fase-aberrazioaren zuzenketa paziente obesoetan
• Sartze-sakonera mugatua (15 cm 3 MHz-tan)
• Zarata murrizteko algoritmoak
• Adimen artifizialaren bidezko diagnostiko-sistemen arauzko oztopoak

Mundu mailako ultrasoinuen merkatua (8.500 milioi dolar 2023an) sistema eramangarriek birmoldatzen ari dira, eta gaur egun salmenten % 35a osatzen dute. Superbereizmeneko irudiak (50 μm-ko hodiak bistaratuz) eta errendatze neuronaleko teknikak bezalako teknologia berriekin, ultrasoinuek diagnostiko ez-inbaditzaileen mugak birdefinitzen jarraitzen dute.