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APPARECCHIATURA

Le apparecchiature per ecografia 3D/4D sono costruttivamente analoghe agli ecografi 2D convenzionali, dai quali derivano e da cui in linea generale si differenziano soltanto per la diversa potenza di calcolo, per i software dedicati e soprattutto per la tipologia di sonde utilizzate. Gli ecografi 3D/4D hanno ovviamente capacità 2D, in quanto l’acquisizione volumetrica non può prescindere dall’ecografia bidimensionale convenzionale, la cui qualità rimane il presupposto fondamentale per qualsiasi indagine 3D.

Le sonde per ecografia tridimensionale sono l’elemento chiave per ottenere l’acquisizione volumetrica dalla quale possono essere derivate le informazioni. In ambito radiologico e ostetrico-ginecologico, allo stato attuale dello sviluppo tecnologico, si tratta prevalentemente di sonde meccaniche, nelle quali un micromotore muove un trasduttore tradizionale lungo un arco di cerchio in modo da interrogare con gli ultrasuoni un determinate volume. In ambito cardiologico, dove non è richiesta un’elevata risoluzione spaziale come negli altri due ambiti, trovano applicazione le prime sonde a matrice completamente elettroniche, con decine di migliaia di elementi che vengono attivati sequenzialmente: non avendo parti in movimento possono acquisire un elevato numero di volumi per secondo; in rapporto all’elevato costo sono ancora poco diffuse, rappresentano comunque il futuro dell’imaging 3D/4D.

Ci sono diversi modi per acquisire un set di dati volumetrici; l’acquisizione può essere realizzato sia come 3D statico oppure 3D real time, noto come 4D.

3D statico
In questo caso viene acquisito un solo volume di dati.
La qualità del volume è definita dalla scelta del tempo di acquisizione; più l'acquisizione è lenta, maggiore è il numero di immagini all'interno del volume, migliore è la qualità dei dati e conseguentemente delle immagini ricostruite che si otterrano. La scelta dipende da quali informazioni si vogliono analizzare successivamente.
Per l’analisi dei dettagli strutturali sui diversi piani spaziali, utilizzando la ricostruzione multiplanare o multislice, è necessaria un’acquisizione lenta di massima qualità; mentre per la visuaiizzazione di grandi superficie 3D, come avviene per esempio in ecografia fetale per il rendering del viso o del corpo del feto, è sufficiente una qualità media o medio-alta.
Per l'acquisizione di un volume cardiaco 3D è meglio usare un tempo ridotto (qualità media o minima) per evitare artefatti da movimento delle parete cardiaca. Questo 3D statico può anche essere combinato con color Doppler o Power Doppler per la visualizzazione dei flussi endovasali, oppure con l’elastografia shear wave (3D-SWE) per documentare l’elasticità globale di un nodulo.

3D real time o 4D
Per avere una visualizzazione 3D in tempo reale (4D) devono essere acquisiti più volumi consecutivamente.
Attualmente questo obiettivo viene generalmente raggiunto con sonde meccaniche, facendo muovere rapidamente il trasduttore avanti e indietro all’interno della sonda 3D, grazie a un micromotore. Si possono acquisire da 1,5 a 40 volumi/sec in funzione dell’ampiezza del volume o della qualità che si desidera ottenere. Il vantaggio di un esame 4D è la sua semplicità di utilizzo. La visualizzazione immediata del risultato sullo schermo consente la manipolazione dei parametri di controllo per ottenere in tempo reale la miglior immagine possibile. Inoltre essa consente di visualizzare all’istante l’organo bersaglio da diversi punti di vista al variare della posizione della sonda. La tecnica è ideale per lo studio dei movimenti fetali ma anche per l’ecografia con mezzo di contrasto.

Dopo l'acquisizione di un volume, le informazioni in esso contenute possono essere visualizzate sia come singola imagine 2D sia come più immagini 2D ricostruite dal volume, sulla base delle scelte dall'operatore. Similarmente a quanto avviene con la Tomografia Computerizzata il volume tridimensionale acquisito può essere scomposto in sezioni contigue con spessore inferiore a quello dello strato acquisito per aumentare il dettaglio spaziale (tale metodologia di elaborazione dei dati è conosciuta con il nome di TUI - Tomography Ultrasound Imaging).
In alternativa i dati acquisiti possono essere rappresentati come un insieme di informazioni spaziali chiamato “rendering 3D” (questo tipo di visualizzazione è molto usato in ambito ostetrico).
Per quanto la qualità delle immagini ottenibili con le tecniche volumetriche sia elevata, il loro utilizzo in ambito radiologico è tuttavia limitato alla mammella e alla prostata. Per altro nella mammella trova indicazione solo quando sia necessario valutare le caratteristiche infiltrative di un nodulo neoplastico oppure per studiarne il volume e monitorarne le variazioni durante la terapia neoadiuvante preliminare ad un intervento; non ha invece indicazione clinica nella diagnosi differenziale tra i diversi tipi di noduli.
Nella prostata viene utilizzata per valutare il piano coronale della ghiandola, altrimenti non ottenibile con l’ecografia 2D, e per visualizzare l’estensione extracapsulare delle neoplasie.
Dal volume 3D è possibile derivare l’esatto volume e morfologia delle lesioni utilizzando dei sofisticati software di segmentazione automatica.

Gli ecografi possono avere diverse prestazioni in base alla categoria a cui appartengono, al numero di canali che elaborano nell’unità di tempo, ai software che hanno installato e al tipo di sonde utilizzate.
Le apparecchiature di fascia Premium sono quelle che offrono le migliori performance e che dispongono di software applicativi costantemente aggiornabili.