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Nuove prospettive nell'imaging ecografico

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Ricostruzione 3D, fusione di immagini e localizzazione precisa

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L'ecografia, grazie ai suoi vantaggi quali la tempestività, la praticità e l'assenza di radiazioni, è ampiamente utilizzata nella biopsia mediante puntura dei tessuti organici, nella terapia ablativa, nel cateterismo e nel drenaggio, nonché nell'iniezione di farmaci, garantendo la sicurezza delle procedure chirurgiche. Per superare i limiti della tradizionale imaging planare bidimensionale a ultrasuoni, la piattaforma si avvale della telecamera di posizionamento ottico AirMeddy Ruitong e del sensore di posizionamento magnetico Ruixing per ottenere un tracciamento spaziale preciso della postura, integrando la ricostruzione 3D a ultrasuoni, la fusione di immagini multimodali e le tecnologie di posizionamento spaziale per ampliare i confini applicativi della diagnosi e del trattamento ecografico e degli scenari interventistici.

1. Ricostruzione ecografica tridimensionale: dalle sezioni trasversali bidimensionali alle viste stereoscopiche

In genere, l’ecografia bidimensionale può fornire solo una singola prospettiva, rendendo difficile rappresentare appieno la morfologia complessiva e la stereoanatomia di organi e tessuti. La ricostruzione ecografica 3D si avvale di sensori di posizionamento per ottenere un assemblaggio spaziale preciso di immagini multifacciali. Nelle applicazioni cliniche, è possibile fissare e tracciare dei marcatori sulle sonde ecografiche per precalibrare la relazione di trasformazione tra il piano di imaging ecografico e il sistema di coordinate dei marcatori.

Durante l’intervento chirurgico, è possibile utilizzare il sistema di posizionamento ottico AirMeddy Ruitong o l’apparecchiatura di posizionamento magnetico Ruixing per tracciare o rilevare in tempo reale i marcatori presenti sulla sonda ecografica, al fine di ottenere informazioni sullo spostamento e sull’angolazione della sonda e calcolare in tempo reale la posizione e l’orientamento di ciascun fotogramma dell’immagine ecografica. Dopo la mappatura spaziale, i piani bidimensionali dispersi vengono fusi in un sistema di riferimento tridimensionale unificato, ottenendo un preciso assemblaggio della sequenza di immagini e una ricostruzione 3D. Abbinato ad algoritmi di segmentazione intelligenti, è in grado di distinguere con precisione lesioni, vasi sanguigni e tessuto normale, presentare visivamente le relazioni di adiacenza anatomica, supportare il calcolo quantitativo del volume e delle dimensioni delle lesioni e contribuire a ridurre le diagnosi mancate e gli errori di valutazione comuni nelle sezioni bidimensionali.

AirMedy - Piattaforma di navigazione intelligente integrata, versione mobile a pagina singola - 14(1).jpg

L’ecografia quadridimensionale, sovrapposta alla dimensione temporale e basata su sensori di posizionamento ottici/magnetici, è in grado di rilevare in tempo reale lo spostamento degli organi causato dalla respirazione, evitando efficacemente i posizionamenti errati causati dall’effetto del volume parziale bidimensionale, riducendo le deviazioni e presentando in modo intuitivo la relazione spaziale tridimensionale tra strumenti chirurgici e lesioni, supportando la regolazione in tempo reale della direzione e della profondità degli strumenti durante l’intervento e adattandosi alle esigenze di guida dinamica.

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2. Fusione ecografia-TC: un percorso tecnologico con vantaggi complementari

Lo scopo principale dell’integrazione tra ecografia e TC è quello di ottenere vantaggi complementari. L’ecografia in tempo reale acquisisce informazioni dinamiche durante l’intervento, quali il movimento degli organi e i cambiamenti nella posizione degli strumenti chirurgici; la TC ad alta precisione fornisce una mappa anatomica di base dettagliata, che presenta chiaramente la struttura dei tessuti e la localizzazione delle lesioni. L’allineamento spaziale e la fusione in tempo reale delle due tecniche è come fornire ai medici un paio di «occhi fluoroscopici», consentendo loro di vedere chiaramente i dettagli anatomici e di tracciare in tempo reale la posizione degli strumenti, migliorando significativamente l’accuratezza e la sicurezza di procedure quali la puntura, l’ablazione e la biopsia.

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3. Tecnologia di posizionamento spaziale: il supporto fondamentale dei sistemi di navigazione

Il posizionamento spaziale preciso è alla base dei sistemi di navigazione ecoguidati. Utilizzando sistemi di tracciamento esterni, si ottengono le coordinate 3D delle sonde e degli strumenti, fornendo riferimenti spaziali unificati per la ricostruzione 3D, la registrazione delle immagini e la navigazione intraoperatoria. Le tecnologie di posizionamento ottico ed elettromagnetico sono le più diffuse nella pratica clinica.

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iMedic ha sviluppato in modo indipendente le telecamere di posizionamento ottico Ruitong ad alta precisione di grado medico e i dispositivi di posizionamento magnetico Ruixing, rompendo il monopolio estero di lunga data e fornendo una base di posizionamento spaziale precisa per la fusione ecografica 3D. La precisione della navigazione ottica raggiunge livelli sub-millimetrici, garantendo la coerenza delle coordinate su più piani. La navigazione magnetica non presenta ostacoli; il campo magnetico penetra nei tessuti molli ed è adatta a scenari di intervento in profondità. I due sistemi possono funzionare in modo indipendente o in collaborazione, fornendo un tracciamento stabile in tempo reale della postura a sei gradi di libertà per sonde e strumenti ecografici, migliorando l’efficienza di navigazione e rendendoli adatti alla chirurgia mininvasiva, ai trattamenti interventistici e ad altri scenari clinici che richiedono un posizionamento spaziale ad alta precisione.

La nuova imaging ecografica si basa sulla guida di sensori di posizionamento ottici o magnetici, integrando tecnologie di ricostruzione 3D, fusione delle immagini e posizionamento spaziale, superando efficacemente i limiti intrinseci dell’ecografia 2D. Può essere estesa agli esami di routine, alla diagnosi e al trattamento clinico e agli interventi mininvasivi, migliorando i tassi di rilevamento delle lesioni, consentendo una localizzazione precisa e riducendo la dipendenza dall’esperienza personale del medico.

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