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超声听诊器:将梦想“超”进现实

发布时间:2015-06-29作者:器械科-转载
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【起源】

医学超声最初起源自第一次世界大战的声纳技术。1947年,第一张超声颅骨图像诞生。医学超声与声纳有一定的相似性,即将超声波(频率大于20kHz)发射到人体内得到,因为人体各种组织的形态与结构是不相同的,因此其反射、散射、折射以及吸收超声波的程度也就不同。医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线,或影象的特征来辨别它们,再结合解剖学知识、正常与病理的改变,便可诊断所检查的器官是否有病。

随着越来越多“迷你”、便宜的超声设备产生,20世纪90年代出现了床旁超声诊断这一概念——病人躺在病床上就可以接受超声检查,省去了去超声室的烦恼。床旁超声的触角几乎伸向了所有的临床科室。从筛查、诊断到治疗,从头颅到周围血管,超声都显示了它的强大威力。在不同的应用领域,床旁超声扮演着不同的角色:


一、“最佳贤内助”:超声引导下操作

超声可以为各种临床操作提供准确的定位信息,例如建立中心静脉通路、胸膜腔穿刺、关节穿刺、局部麻醉、脓肿切除引流、定位和清除异物、活检等,是这些技术的最佳“贤内助”。

超声引导方法有静态、动态之分:静态超声引导可以清除显示目标组织,准确指示针头插入的角度;动态超声引导则需要超声探头随着针头的走向而移动,实时显示不同的断面信息,使得操作更加安全。例如超声引导下的中心静脉穿刺相比传统技术可以减少失败率、并发症和重复操作的次数,尤其是对于经验不足的使用者和更加危重的病人而言。1999年,卫生保健研究和质量机构将动态超声引导下穿刺作为12条减少医疗差错的安全操作之一。

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二、“气液探测器”:聚焦性检查

聚焦性检查(focused examination)也被称为限制性检查、目标导向检查,指的是不同专业领域的医生利用超声检查相关的某个特殊器官或疾病。当患者出现某些症状体征如低血压、胸痛或呼吸困难时,临床医生可以通过聚焦性检查迅速判断或者排除一些疾病,有助于其临床决断。

超声诊断可以起到比传统“视触扣听”更大的作用。例如,针对创伤患者的超声检查被称作FAST检查(focused assessment with sonography for trauma),它可以探测和鉴别体内的不明液体来源。广义的FAST检查(即e-FAST)还包括气胸的检查。e-FAST包括五项检查内容:腹膜内积液(肝肾区、脾肾区、膀胱后区)、盆腔积液、心包腔积液、胸腔积液(胸部侧壁)和气胸(胸部前壁)。它也可以用作非创伤患者出现以上问题时的检查手段。

FAST检查迅速,可以在五分钟之内完成,减少了不必要的检查方法,缩短了诊断时间,从而减少了创伤患者的住院时间、花费和死亡率。并且,对于临床上典型的腹部创伤而言,它具有很高的灵敏度(73-99%)和特异度(94-98%)。FAST也用于检查非创伤患者发生腹水、腹膜内出血、胸腔积液、气胸、心包积液时的情况。

再比如肺部超声。超声虽然怕空气,但是如果在不该出现空气的地方出现了空气,例如出现了气胸,超声也能够准确地分辨出来。超声诊断气胸的敏感度是传统的仰卧位X线检查的两倍,与CT相当,特异度也达到了98%以上。另外,利用气液平面在超声影像上的“彗星尾征”,超声可以鉴别肺泡间质综合征(alveolar interstitial syndrome,AIS)。AIS是一种超声诊断,它在不同情况下所代表的疾病不同,可以指代肺水肿、急性呼吸窘迫综合征、慢性间质疾病或者局部感染、缺血等。它的诊断对急诊患者特别是呼吸困难患者尤为重要。AIS的诊断通常依赖于高分辨率CT,而急诊通常只能提供X线胸片检查,并且存在许多技术问题。肺床旁超声易掌握,并能进行实时监测,可以起到比“听诊器加胸片”更大的作用。

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三、“移动筛查实验室”:超声筛查

超声检查具有非侵入性、无辐射的特点,常用作心血管、妇科等领域的大规模人群筛查。紧凑型超声设备也因此被比作“移动筛查实验室”。

2005年,美国预防服务工作组(USPSTF)报告指出,对于65至75岁的曾经吸烟的男性,保证质量的超声筛查腹主动脉瘤具有95%的敏感性和几乎100%的特异性。这种筛查也因此被列入B类推荐证据,并且列入了Medicare(美国一种医疗保险方案)的可赔付检查之中。

但是应该注意的是,超声检查存在假阳性率,可能会导致不必要的后期检查和介入措施。USPSTF还将颈动脉狭窄、外周血管疾病、卵巢癌的超声检查列入D类推荐常规筛查手段(即弊大于利)。

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四、“健康贴身保镖”:院外床旁超声

床旁超声在某些资源受限的环境下也得到了越来越好的发展。WHO声称,单独或者联合使用X线平片和超声检查,就可以满足发展中国家2/3的影像需求。无论是珠穆朗玛峰还是国际空间站,超声都发挥着巨大的作用。医院外,便携式超声尤其是e-FAST检查也得到了拓展,包括在急救车、灾难安置点甚至战场上的使用。

总之,随着技术的发展和进步,床旁超声将会继续蔓延扩展至每一个专科领域。越来越多的检查禁区被打破,越来越广的适应证被发现,越来越多的医生开始用超声替代其他检查手段进行筛查、诊断和治疗,“超声听诊器”的梦想正在一步步“超”进现实。

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五、各家掌上与平板超声

【西门子掌上超声ACUSON P10】

早在2009年,西门子就推出了世界上第一台掌上式超声ACUSON P10,并获得了CFDA准入。小巧玲珑是该机的最大特点,这个系统比普通PDA稍大,可轻松装入工作服口袋。它的重量仅为700g,可以像手机一般翻盖即用,操作起来直观方便。P10掌上式超声可随时随地地观察患者图像,方便内科、急诊科、心脏科、产科、ICU、CCU等科室医生的床旁检查。美中不足的是,这只是一款黑白超。


【GE 的 Vscan 掌上超声系统】

GE 医疗系统也推出了 Vscan 掌上超声系统。该设备的显示屏部分配备了与 iPhone相同的3.5英寸液晶面板,尺寸仅为135mm×73mm×28mm、重量是390g。区别于以往超声波诊断装置的除了便携外,还有其简易的操作方式:连键盘都没有,就几个拨号键,使用起来非常的直观,单手就能完成。这个扫描仪定位于即时扫查,除了可以通过检测心跳来评估心脏的常规指标,它还可以显示彩色血流,显示扫描的胆囊和肾脏中的结石,肿瘤以及那些需要借助一台专门的超声扫描仪才能检查到异常。但是,图像质量受到硬件性能和屏幕尺寸的严重制约。


【飞利浦“微视”平板彩超 (VISIQ)】

飞利浦公司最近推出了“微视”平板彩超 (VISIQ),这款产品在保证成像质量的前提下,以“更轻巧、更时尚”的触屏设计,颠覆了医疗从业者和患者对超声这一传统影像产品的认知。飞利浦将图像采集、波束形成和图像处理都集成到探头内,产品重量仅为1.2公斤。“微视”平板彩超具备实时复合成像技术和自动扫描等强大功能,即使面对高难度的病例,也能够获得高质量的图像。



【GE Vanue40】

GE推出用于POC的专用彩超,具有显示高分辨率解剖结构的能力,可用于麻醉、肌骨、介入、急诊及重症监护。在引导介入操作的手术中,Venue 40 能提供3个关键点的准确细节,即:穿刺 针、解剖结构和穿刺针运动。这种介入引导能为手术提供更高的准确性和一致性。设备采用平板触控方式操作、易于管理,对于所有的无菌要求,都可以用医用级别的消毒剂轻松清洁设备的屏幕。

同时配备了推车方便使用,主要的原因还是无法手持操作,太沉啦。


【SIEMENS FreeStyle】

西门子2012年推出了世界首个配备无线探头的超声系统,能够支持单手操作,通过电波将超声图像传送至仪器的显示屏上。

在手术或侵入性医疗作业过程中,需要使用超声设备对进入体内的工具进行监控,包括通过血管接至特定器官的导管等。连接超声探头的电线很大程度上限制了设备操作人员行动的自由度,造成妨碍。此外,尽管电线外部有无菌保护层,依然存在感染风险。电线的去除对于手术或侵入性医疗作业非常有益。

据了解,无线Acuson Freestyle系统的超声探头最高可在仪器周边三米范围内稳定工作,并配有可调整图像设置的远程控制按钮。为避免其他设备的干扰,西门子使用其专利技术——8千兆赫超宽射频来传输数据。为了在减少数据传输量的同时又不影响图像质量,无线Acuson Freestyle还采用了合成孔径技术。该技术的运用,使图像中的单个像素一旦传输至仪器控制台后,便可立即聚合成数字图像。


【结束语】

超声的小型化是一个越来越明晰的发展方向,将来超声有可能走出影像科,和听诊器整合到一起,成为医生们手中的常规诊断工具。1816年法国医生雷奈克发明了听诊器,随后两个世纪以来,几乎所有医生都在使用听诊器。但除了电子听诊器能放大信号和滤波外,听诊器样式和技术少有进展。超声检查能够提供解剖及功能信息,且无电离辐射。在过去五年间,在心血管,妇产和肠胃疾病,超声诊断在很大程度上已取代了听诊器。在不久的将来,适合临床普查使用的掌上超声诊断装置将具有声音放大,图像显示并可进行远程传输的功能,成为医生随身携带的“视诊器”。


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