socrate medical presenta zone sonography, by zonare
DESCRIPTION
Socrate Medical commercializza in esclusiva per l\'Italia i prodotti dedicati al diagnostic imaging della rivoluzionaria top brand company americana Zonare. Qui viene presentata la tecnologia soggiacente alla rivoluzione nel campo degli ultrasuoni, possibile grazie all\'innovazione promossa dalla Zonare stessa.TRANSCRIPT
Rappresentano una nuova Era nel Campo degli Ultrasuoni
Nuovi metodi per acquisire dati ecografici e gestire le informazioni sulle immagini. Grande successo grazie alla differenziazione dei prodotti, innovazione del design, concetti di marketing unici e progressi tecnologici all’ avanguardia.
Zone Sonography… e tutto cambia!
Superati i limiti dei sistemi tradizionali!
ΣMemoria & processing
Beamformer
• Processo lento• Ruolo chiave dell’HW• Dispendio energia elettrica
• Dati basati sul Beamforming• Scarto echi da sonda• No capacità di reprocessing
• Archivia solo dati eco dabeamforming
• Il processing sacrifica sempre ilframe rate o la risoluzione
Ultrasuoni tradizionali: Limiti
Acquisizione Linea dopo linea
Processore Immagine
Convertitore di Scanione HW/SW
Beamformer
T/R
TROPPO HARDWARE!
Cicli a lunga processazione
Vincolo Costo/Prestazione
Vincolo Portabilita’ / Prestazione
Costi elevati dell’Upgrade
Costi elevati di Manutenzione e Service
Ultrasuoni tradizionali: Limiti
Frame Frame
tempo
Tempo disponibile per modalità avanzate
• Acquisizione dati linea dopo linea•Processing sequenziale delle linee di scansione• Formazione immagine dipendente dalla velocità del suono
• Dati eco acquisiti da ampie aree• Software processing di tutti i dati ecografici• Velocissima formazione immagine
TRADIZIONALI ZONE SONOGRAPHY™
time
ZONE SONOGRAPHY™ZONE SONOGRAPHY™ZONE SONOGRAPHY™
Zone Sonography: Acquisizione Dati
DSP… e utilizza un piccolo
processore SOFTWARE-based
Un sistema a ultrasuoni “Zone Sonography”
…per la formazione dell’image frame.
…acquisisce dati “CHANNEL DOMAIN” (ogni elemento della
cella riceve echi da ogni singola zona)…
Zone Sonography: Channel Domain Processing
Funzionalità compatta dalle alte prestazioni
Set Eco “Channel Data” completoMigliori dettagli diagnostici
Service e Upgrade semplici
Cicli a Svolgimento rapido
Proporzionalmente economico
Channel Domain Processing: Vantaggi
Con una prestazione più elevata del processore, anche le caratteristiche del sistema migliorano facilitando l’upgrading e proteggendo
l’investimentoGestione dell’ Immagine di
prossima generazione
Zone Sonography: Vantaggi
Acquisizione Dati 10x più veloceAumento Coerenza temporale e RisoluzioneRiduzione artefatti temporali Maggiore definizione strutturaleTempo extra per ottimizzazione immagineCoerenza Focusing in TrasmissioneAumento Risoluzione SpazialeAumento del ContrastoMiglioramento rapporto segnale/rumore
Applicazioniavanzate:
Zone Sonography
Auto Opt con ZST(Zone Speed Technology)
Applicazioni avanzate
1.47 mm/µs Imaging su Phantom a 1.47 mm/µs
I sistemi a ultrasuoni attualmente in uso applicano un valore di propagazione della velocità del suono di 1,54 mm/µsec
Variazioni della veIocità del suono di tipo “intra” e “inter” paziente comportano sicuri svantaggi:
DefocalizzazionePerdita di contrasto Imprecisioni nei calcoli
Soluzione: Zone Speed Technology
ZST: Zone Speed Technology
• Qual è il beneficio della Zone Speed Technology?• Analogo all’Auto Focus di una macchina
fotografica con Reflex
Detector “Focus Quality”
focusing
Sistema di imaging
diagnostico
Input Scene
Image
Zone Speed Technology
Zone Speed Technology
Imaging tramite Phantom – Tecnica tradizionale vs. ZST
1.47 mm/µs Imaging Phantom a 1.54 mm/µs 1.47 mm/µs Imaging su Phantom a 1.47 mm/µs
Utilizza i vantaggi dell’acquisizione veloce “Zone Sonography” e il set completo di dati eco ottenuti tramite Channel Domain Processing, software-based.
I valori multipli della velocità del suono possono essere velocemente analizzati tramite Channel Domain data
Insieme alla più accurata analisi dell’immagine, viene scelta la velocità che mostra la migliore frequenza spaziale laterale
Zone Speed Technology
Risultato: Ottima qualità di immagine e
Sicurezza diagnostica
Zone Speed TechnologyTecnica tradizionale di Velocità del Suono
1540 metri al secondo
Zone Speed TechnologyLesione localizzata – Ottimizzazione del Valore di Propagazione
1550 metri al secondo
Zone Speed Technology
Tecnica di Velocità del Suono
1590 metri al secondo
Zone Speed Technology
Ottimizzazione Valore della Propagazione
1470 metri al secondo
Zone Speed Technology
Tecnica tradizionale di Velocità del Suono
1540 metri al secondo
Zone Speed Technology
Ottimizzazione Valore di Propagazione
1480 metri al secondo
Auto-Optimization = Processing intelligenteOttimizza le immagini basate sulle attuali condizioni di diagnosticaRiduce l’utilizzo della tastiera e la dipendenza da TCGAumenta la riproducibilitàDiminuisce i tempi di scansioneBasata sulla continua analisi dei Dati Channel Domain
Auto-Opt con ZST
90%
10%
IQ Scan(Imaging Retrospettivo)
Applicazioni avanzate
Spiegel Online – 31.10.2005:Digitalfotographie: Erst knipsen, dann scharf stellen. By Karlhorst Klotz.URL: http://www.spiegel.de/netzwelt/politik/0,1518,382174,00.html
Analisi retrospettiva dei Dati
IQ Scan:Cattura digitale degli IQ Data “In Phase Quadrature Data”:In un sistema di coordinate cartesiane (x, y), IQ data sono la traduzione delle informazioni inerenti fase e ampiezza. Nella loro forma più semplice, IQ data visualizza semplicemente i cambiamenti in termini di fase e ampiezza su una curva sinusoidale.
Imaging retrospettivo :TelemedicinaMiglioramento Flusso di LavoroPortabilitàCertezza di Qualità
IQ Scan
Traccia Doppler retrospettiva
Quantificazione indipendente dal Guadagno
Accuratezza del Channel Domain Processing
IQscan
I Vantaggi pratici rispetto ai
Sistemi tradizionali
Zone Sonography
Risoluzione assiale e laterale
Risoluzione del Contrasto
Uniformità spaziale
Penetrazione
Risoluzione temporale
Dati diagnostici di altissimo livello
Criteri di Qualità immagine 2D
Vantaggi pratici
Miglioramento Benefici cliniciUltrasuoni di prossima Generazione
Maggiore Sicurezza diagnostica Migliore informazione = Migliori Risultati
Nuovi livelli di Innovazione Flessibilità
Miglioramento Flusso di LavoroDiminuzione tempi di scansione
Migliore Gestione dei CostiPossibilità Upgrade del SoftwareModello economicamente efficiente
Sistemi Convertibili Prestazioni compatte di ottimo livello Convertibilita’ senza limiti diagnostici
Piu’ Sistemi in 1Flessibilità di scansione in diverse postazioniEcografi di nuova generazioneTorna l’innovazione negli ultrasuoniSuperamento dei limiti tradizionaliNuova Tecnologia rivoluzionariaNuove possibilità diagnosticheOttimizzazione dell’immagine di prossima generazioneApplicazioni all’avanguardia
Flessibilità, Innovazione e Flusso di Lavoro
Gestione Costi
Efficiente dal punto di vista Energetico
Amico dell’Ambiente
Alte prestazioni al momento dell’investimentoPotenziale limitato in termini di innovazione/prestazioneBreve ciclo di vita del prodotto Upgrade = nuovo sistemaEfficienza limitata del Flusso di lavoro
SISTEMI TRADIZIONALI ZONE SONOGRAPHY (Tecnologia)
‘96 ‘98 ‘00 ‘02 ‘04 ‘06 ‘08 ‘10 ‘12
Pre
staz
ioni
Prodotti
Gestione Costi
Nuovi orizzonti clinici e diagnosticiCrescita di prestazioni nel corso del tempoIntegrazione Upgrade Software!Supporto per un lungo ciclo di vita del prodotto Investimento sicuroFlusso di lavoro efficiente
Benefici Clinicidella RivoluzionariaTecnologia Zonare
Zone Sonography
Zone Sonography
Ampia massa tiroidea – Lobo sinistro trasversaleCompound Harmonic Imaging con Color Doppler
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Presentazione puntuale di Proprietà emodinamiche
Zone Sonography
Modalità: Dual Live Simultaneo
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Dati diagnostici di altissimo livello
Riduzione artefatti – Miglioramento strutturale
Armoniche composite – Nervo Mediano 14MHz
Artifact Reduction – Structural EnhancementImpronta
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Insieme al Color Doppler Iaging
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
Zone Sonography
BeamformerVS
Zone Sonography
La formazione dell’immagine attraverso l’elaborazione contro la
ricostruzione linea per linea.
Zone Sonography
• Questa presentazione dà una visione dei principi tecnologici applicati a Zonare
• Chi ha familiarità con i principi tradizionali della formazione del fascio ultrasonoro, si potrà porre le seguenti domande su Zonare– Come mai non ci sono i fuochi?– Il Frame Rate è la cosa più importante?– Ci sono delle differenze con gli altri sistemi?
Trasmissione• Questa spiegazione
utilizza un trasduttore lineare semplificato
• Sono utilizzati elementi multipli per la trasmissione e la ricezione
• Non tutti gli elementi del trasduttore sono attivi in un istante di tempo
• Sia i sistemi basati sul Beamformer che i sistemi basati sulla Zone Sonography producono un fascio a forma di clessidra.
• Il fuoco dell’onda si trova dove il fascio è più stretto.
La Trasmissione
La Ricezione secondo la Tecnologia Beamformer
• Il Beamformer cerca di ricreare una linea singola di informazione dall’energia trasmessa
• L’Energia trasmessa irraggia un’area più ampia della linea prodotta
La Ricezione secondo la Tecnologia Beamformer
• Il Beamformer considera l’energia al di fuori della linea ricevuta come rumore
• Il 90% dell’energia trasmessa viene filtrata come disturbo
La Ricezione con Zone Sonography• La Zone Sonography
considera tutta l’energia trasmessa come segnale utile
• Gli echi ricevuti dall’intera area vengono digitalizzati e conservati nella Channel Domain Memory con un canale di memoria per ogni elemento attivo dell’array
La Ricezione con Zone Sonography• Una seconda zona si
sovrappone alla prima sia in fase di ricezione che trasmissione
• Altri canali della Channel Domain Memory sono usati per salvare la seconda “zona” di echi.
• Una porzione dell’immagine (parte in blu scuro) ha due set di dati di informazioni valide
La Ricezione con Zone Sonography• Una terza zona si
sovrappone sia alla prima che alla seconda
• Sono usati Canali addizionali della Channel Domain Memory per memorizzare la terza zona di echi
• Una porzione dell’immagine ha tre set di dati
La Ricezione con Zone Sonography• La quarta zona
produce un’area dell’immagine con quattro set di dati
La Ricezione con Zone Sonography
5th Zone 7th Zone
La Ricezione con Zone Sonography • Vengono acquisiti dalle
otto alle sedici zone per creare l’intero frame
• Ogni zona è contenuta nella Channel Domain Memory
• Alcune aree hanno solo pochi dataset altre ne hanno parecchie
Rapporto Segnale Rumore• La focalizzazione
dell’energia trasmessa produce alte intensità dove il fascio è stretto
• Le alte intensità producono echi più forti con un miglior rapporto Segnale Rumore
• Nelle tecnologie tradizionali è richiesta una trasmissione multipla per produrre un alto rapporto segnale rumore sia nel campo vicino che lontano
Rapporto Segnale Rumore tecnologia standard
• Nelle tecnologie con beamformer i set di dati sono discreti. Non vi sono legami tra le linee
• La distribuzione del rapporto segnale rumore sull’intera immagine è lo stesso di una singola linea
• Vi è uniformità solo nell’area adiacente al punto di fuoco
Rapporto Segnale Rumore tecnologia standard
• Nella Zone Sonography, le aree dell’immagine con un alto rapporto segnale rumore hanno poche sovrapposizioni
• Le aree dell’immagine con un basso rapporto segnale rumore hanno un grande numero di sovrapposizioni
Rapporto Segnale Rumore Zone Sonography
• La Zone Sonography crea l’uniformità dell’informazione attraverso la simmetria– Fuori dalle zone di alto
rapporto segnale rumore ho più sovrapposizione
– Più sovrapposizione tra i dati migliora la capacità di detezione del segnale
Rapporto Segnale Rumore Zone Sonography
Trasmissione
L’elaborazione dell’onda trasmessa può migliorare la
qualità dell’immagine
Trasmissione
• L’onda trasmessa è composta dalle interazioni fra le onde del singolo elemento del trasduttore
• Queste onde interagiscono sia in modo costruttivo che distruttivo
Trasmissione
• Dove le onde si sovrappongono costruttivamente ci sarà un’intensità di segnale più alta
• Dove le onde si sovrappongono distruttivamente ci sarà un segnale più basso
L’Energia Trasmessa
• L’energia trasmessa è focalizzata lungo una linea
• Lungo questa linea le onde si sovrappongono costruttivamente
L’Energia Trasmessa
• L’inteferenza tra le onde genera sovrapposizioni costruttive anche al di fuori del fascio
• Queste aree sono chiamate lobi laterali
La Ricezione con Beamformer
• Il Beamformer processa gli echi ricevuti da una linea sufficientemente stretta
• Gli echi ricevuti da questo percorso verranno sommati costruttivamente per produrre una linea di informazione
• Gli echi non ricevuti lungo la linea sono considerati rumore
• Il 90% dell’energia trasmessa nella procedura con beamformer viene è processata come rumore
La Ricezione con Beamformer
La Ricezione Zone Sonography
• La Zone Sonography memorizza gli echi di ritorno da un’ampia zona nella Channel Domain Memory
• La Zone Sonography tratta il 100% dell’eco ricevuto come informazione utile
Continuous Transmit Focus
• Ad ogni posizione data è possibile sintetizzando le interazioni dell’onda trasmessa calcolare l’intensità trasmessa in quel punto
Continuous Transmit Focus
• Ogni valore del pixel nell’immagine ultrasonora è legato al valore dell’intensità del valore dell’onda trasmessa in quel punto
Continuous Transmit Focus
• Durante la ricostruzione del’immagine gli echi che ritornano da ogni pixel vengono processati per compensare la variazione di intensità dell’onda trasmessa
Continuous Transmit Focus• Il Continuous
Transmit Focus crea un fuoco effettivo in ogni pixel dell’immagine
• Questo migliora la costruzione dell’immagine riduce il rumore e incrementa la risoluzione di contrasto
Continuous Transmit Focus• La sovrapposizione in trasmissione e ricezione
consente di avere set di dati multipli dai quali è possibile analizzare le informazioni provenienti dagli echi
• Combinando le informazioni degli echi ricevuti con una sintesi della intensità trasmessa nello stesso punto è possibile ottenere una focalizzazione più accurata
• Il Continuous Transmit Focus è basato sulla Zone Sonography
Continuous Transmit Focus
Off On
Tempo di acquisizioneTecnologia basata su Beamformer
• Gli ecografi basati su Beamformer ricostruiscono una immagine posizionando in sequenza le informazioni provenienti da linee adiacenti
• Si ottiene una migliore risoluzione costruendo una immagine con un maggior numero di linee
Tempo di acquisizioneTecnologia basata su Beamformer
• La qualità dell’immagine è proporzionale al numero di linee contenute in un frame
• Più linee richiedono più cicli di trasmissione, un beamformer con più canali oppure entrambe le cose
Tempo di acquisizioneTecnologia basata su Beamformer
• Il Beamformer richiede almeno una trasmissione per ricreare l’informazione di una linea
Tempo di acquisizioneTecnologia basata su Beamformer
• Con un numero elevato di canali un beamformer può creare un certo numero di linee
Tempo di acquisizioneTecnologia basata su Beamformer
• Eventi multipli di trasmissione sono utilizzati per incrementeare le aree con un un più alto rapporto segnale rumore
• I fuochi multipli denotano eventi multipli di trasmissione
• L’utilizzo della focalizzazione multipla per linea porta alla conseguente riduzione del frame rate
Frame Rate beamformer• Nel Beamformer sono richiesti molti cicli di
ricezione e trasmissione per produrre un frame • Più cicli di trasmissione significano una migliore
qualità dell’immagine • Frame Rate = Shutter Rate
• Tx = Transmit Rx=Receive
Frame Rate beamformer• La qualità
dell’immagine è limitata da– Il Numero degli eventi
di trasmissione per frame
– La profondità del campo di vista
Nuove Regole• La Zone Sonography cambia le regole del
gioco.– La Zone Sonography utilizza un numero
limitato di eventi di trasmissione– I dati ecografici vengono memorizzati nella
Channel Domain Memory– Il frame viene elaborato dopo aver acquisito
un set completo di dati per il frame – Nessun beamformer hardware è richiesto
nella Zone Sonography
Frame rate Zone Sonography
• Nella Zone Sonography viene utilizzato un numero limitato di eventi di trasmissione per acquisire un frame di dati ecografici
• L’elaborazione Channel Domain elabora il frame visualizzato– Frame Rate ~ Potenza di Calcolo– La qualità dell’immagine ~ Potenza di Calcolo
• Tx=Trasmissione Rx=Ricezione
Modalità Multiple Beamformer• La tecnologia con Beamformer richiede la condivisione
del tempo tra le modalità • Attivare il colore significa destinare meno tempo
all’acquisizione delle linee b-mode. Ciò si traduce in una perdita della qualità dell’immagine
Modalità Multiple Zone Sonography
• La Zone Sonography offre, durante il ciclo di acquisizione, un ampio tempo a disposizione per l’acquisizione delle altre modalità senza così ridurre la qualità dell’immagine b-mode
Elaborazione datiLa tecnologia Beamformer
• La tecnologia con Beamformer processa i dati in tempo reale
• I dati dagli echi provenienti da una linea devono essere eliminati per elaborare la linea successiva e non possono essere rielaborati una volta scartati
Elaborazione datiLa Zone Sonography
• I dati ecografici ricevuti sono memorizzati nella Channel Domain Memory
• I frame sono calcolati direttamente dai dati ecografici
• I dati ecografici possono essere utilmente reinterpretati automaticamente oppure su comando dell’utente
I principi dell’imaging ad ultrasuoni
• L’imaging ultrasonografico assume a priori un’uniformità del tempo di attraversamento dei fasci ultrasonori nel tessuto
• Gli echi sono sommati insieme in base all’assunto che originono da uno stesso punto
La velocità di Propagazione• La tecnologia con
Beamformer utilizza un’approssimazione di costanza della velocità di propagazione degli ultrasuoni nei tessuti
• Dove tale approssimazione rispecchia la velocità reale di attraversamento degli ultrasuoni si ottiene una focalizzazione accurata
La velocità di Propagazione
• I diversi soggetti dell’immagine avranno densità differenti di tessuto
• La velocità reale varia inoltre da paziente a paziente
• Questo è tanto più valido quando il bersaglio e’ profondo
La velocità di PropagazioneBeamformer
• La tecnologia basata su Beamformer è soggetta ad errori di focalizzazione perchè non può cambiare dinamicamente il punto di fuoco sulla base della velocità reale di penetrazione del suono
• La Zone Speed Technology è in grado di adattare il punto di fuoco sulla base della reale velocità di attraversamento degli ultrasuoni in ogni paziente
La velocità di PropagazioneZone Speed index
Zone Speed index1480 m/s ATS Phantom
Imaged at 1540 m/s Imaged at 1480 m/s