利用智慧手機進行超音波成像

Ultrasound imaging now possible with a smartphone
http://www.physorg.com/news159537248.html

April 21st, 2009

華盛頓大學聖路易分校的電腦工程師，正將極簡主義的方法帶往醫療照護與運算，透過智慧手機與基於 USB 的超音波探測技術的結合，使得一手就能掌握的密實行動運算平台與醫學成像裝置成為可能。

由於 Microsoft 在 2008 年給予 William D. Richard, Ph.D.，電腦科學與工程副教授，以及 David Zar，電腦科學與工程研究助理，十萬美元的獎助金，這兩位已製造出商業化的、與基於 Microsoft Windows Mobile 之智慧手機相容的 USB 超音波探測器。

為了要使商業化 USB 超音波探測器與智慧手機相容，從電力消耗及資料傳輸率到影像構成演算法，研究者得將探測器設計及操作的每一方面最佳化。因此，現在有可能為了對腎、肝、膀胱與眼睛進行造影而打造出與智慧手機相容的 USB 超音波探測器，以及為了前列腺與子宮的篩檢及切片檢查而打造出與之相容的腔內（endocavity）探測器，或著為了著手進行靜脈注射（IVs）與中心導管（central lines）而使用與之相容的脈管探測器，為靜脈或動脈造影。


醫療與全球電腦運用將永遠不同

"你現在可以帶著探測器與手機到處跑並即時產生影像，" Richard 表示。"想像一下這些智慧手機會在救護車與急診室內現身。" "在更大規模之下，這類手機是一部執行 Widows 的完整電腦。那有可能成為開發中國家不可或缺的電腦，在這裡缺乏受過訓練的醫護人員，但絕大多數的人們（多達 90%）都能使用基地台。" "二十一世紀的醫療是由醫學成像所界定，" Zar 說。"然而，全世界有 70% 的人口沒有使用過醫學成像。在沒電力的情況下，很難把 MRI 或 CT 掃描儀帶到鄉下。"


縮小這種電子裝置花了超過 25 年的時間

Zar 表示這種新系統的願景是訓練開發中國家偏僻地區的人們以手機進行初步資料收集，並將它傳送到好幾哩外，甚至半個地球之外的中央化單位，在這裡的專家能夠分析影像並進行診斷。Zar 為探測器撰寫手機軟體與韌體；Richard 完成低功率探測器的電子裝置設計。他在 25 年前就開始超音波系統的設計，在這段期間，他將櫥櫃般大小的電子裝置縮小成 1 x 3 吋的微小電路板。一款典型的可攜式超音波裝置也許得花上 3 萬美元。但某些基於 USB 的探測器的裝置則要價不到 2000 美元，而其目標則是要降價到 500 美元這麼低。

另一種大有可為的應用是裘馨氏肌肉萎縮症（DMD）患者的照護。退化性疾病（degenerative disease）常侵襲年幼男孩，並在他們 20 歲晚期剝奪其生命，而 DMD 正是一種尚無治療方法的退化性疾病。而減緩 DMD 發展的主要方法為每日服用類固醇。病患常因類固醇而經歷某些副作用，那與劑量相關。這些副作用包括行為問題與體重增加。研究者現在知道，肌肉組織的物理性變化能顯現出類固醇的功效。這些肌肉中的變化可利用超音波測得，而且也許能使研究者最佳化類固醇劑量，以達最大功效，同時將副作用最小化。 "構想是，看護者，為了例行性檢查（若透過其他方法，得將常常被綁在輪椅上的年輕人送到醫院或診所），能被訓練成進行超音波（掃描）以追蹤肌肉狀態，" Zar 表示。他表示這能將劑量降到最小有效劑量，以增進病患及看護者的生活品質，並充滿希望地延長壽命。看護者只需要花一分鐘的時間進行掃描、將捕捉到的資料送往診所，而結果也能送回給看護者。華盛頓大學醫學院一群研究 DMD 的人對於他們的裝置感到非常有興趣，希望能將它們合併到他們的研究計畫中。

在第三世界進行實地試驗

為了開發中國家的醫療應用，Richard 與 Zar 已經與 MIT 的研究者討論過將他們的探測器--智慧手機概念整合到一套實地試驗中。另外這個概念也能在軍隊中找到用途。軍醫可利用這種小型、可攜式探測器以及手機迅速診斷傷兵，並決定後送或是在戰場他處治療。

Richard 與 Zar 今年二月在 Microsoft Research Techfest 2009 中展示全功能的、與智慧手機相容的 USB 超音波探測器，而 Zar 也在 2009 World Health Care Congress 當中對此技術進行簡報。

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