跟踪智能手机如何定位的技术现在可以为50,000美元的超声波机器提供价值超过25美元的微处理器的三维成像能力。
杜克大学和斯坦福大学的医生和工程师将于10月31日在华盛顿特区的美国急诊医师学会(ACEP)研究论坛上展示他们的设备。该技术的关键是一个指甲大小的微芯片，安装在传统的超声探头上 - 塑料扫描仪在凝胶板上滑动，以传递下方的二维图像。
就像Nintendo Wii视频游戏控制器一样，芯片记录探头的方向，然后使用软件在三个维度上无缝地缝合数百个单独的解剖结构切片。
结果是一个即时的3D模型，其质量与CT扫描或MRI相似，医学博士Joshua Broder医学博士说，他是Duke Health的急诊医师和外科副教授，也是该技术的创造者之一。具有更高分辨率的二维超声波机器具有更清晰的三维图像。
“使用二维技术，您可以看到器官的视觉切片，但没有任何背景，您可能会犯错误，”布罗德说。“这些问题可以通过增加三维技术的方向和整体背景来解决。通过采用现有机器并升级它们以极低的成本获得这种能力似乎是我们的最佳解决方案。”
他说，Broder在2014年与他的儿子玩Nintendo Wii游戏系统时考虑了三维超声的可能性。由于游戏控制台能够准确跟踪控制器的确切位置，他想知道为什么不将管道控制器用于超声波探头?
在他自己修补了一年之后，他将草图带到了杜克大学普拉特工程学院，与当时的本科生Matt Morgan以及生物医学工程导师兼教授Carl Herickhoff和Jeremy Dahl联系，后来他们一直在斯坦福大学任职。开发设备。
该团队使用Duke自己的3D打印实验室来创建他们的原型，这些原型从流线型塑料皮套开始，滑动到超声波探头上。技术人员可以像往常一样使用探头，或者通过简单地卡在包含位置感应微芯片的塑料附件上来添加3-D图像。为了获得最佳的三维图像，该团队还设计了一个塑料支架，以帮助稳定探头，因为用户可以在解剖结构的一部分上进行探测。
微芯片和超声探头通过计算机电缆连接到为设备编程的笔记本电脑。当用户扫描时，计算机程序会在几秒钟内启动3-D模型。
杜克大学和斯坦福大学都在测试临床试验中的技术，以确定它如何适应患者护理流程。创作者认为，一些最有希望的用途可能是在农村或发展中地区没有CT扫描或核磁共振成像时，或者当它们风险太大时。
“对于急诊室的创伤患者，我们面临两难选择，”布罗德说。“我们是否将他们带到手术室，不知道他们的内伤或出血的程度，还是我们冒险将他们送到CT扫描仪，因为他们的病情会因延误护理而恶化?我们采用新的三维技术，我们希望证明我们可以确定出血的来源，测量床边的出血率，并确定是否真的需要手术。“
新生婴儿也很难获得图像，但是当婴儿出生时脑部有液体或先天性疾病时，医生可能需要进行大量扫描。MRI机器要求患者一次静止几分钟，这通常意味着使婴儿镇静。CT扫描可提供出色的3-D图像，但会使婴儿暴露于辐射状态。
在他们的ACEP演示中，Broder及其同事将描述他们如何收集7个月大脑的脑部三维图像，其中有脑积水或脑部液体，同时婴儿也会打盹。
“超声波是一种非常漂亮的技术，因为它价格便宜，便携，而且对每个病人都是完全安全的，”布罗德说。“它被带到床边，不会影响患者护理。”
Broder，Herickhoff，Dahl和Morgan被列为国际专利的发明人，并相信他们目前的临床试验和支持可以让他们在几年内将技术推向市场。
该团队还致力于弥合市场上已有的3-D超声波和3-D机器之间的一些差距，例如能够捕捉跳动的心脏。
“在急诊医学中，我们使用超声波来观察身体的每个部位 - 看看我们放入导管的血管，检查创伤患者，看看他们在哪里出血，”布罗德说。“在这种情况下，我们可以增加2-D机器并改进其中的每一个应用程序。我们可以打开一扇门，看看我们面前的一切，而不是透过钥匙孔来了解房间里的东西。”