Јосхуа Бродер је користио Вии-ову слушалицу да баци пинг-понг лоптицу напред и назад када се та идеја испунила. Лекар хитне помоћи Универзитетског медицинског центра Дуке користи ултразвук да разуме шта се дешава унутар пацијентовог тела и лечи ране и болести. Али слика коју он добија, иако је довољно брза за рад у реалном времену, дводимензионална је и тешка за анализу.
"Контролор у мојој руци је заиста јефтина ствар", помислио је. "Зашто скупи медицински уређаји не користе тако јефтину технологију?"
Уз помоћ инжењера из Дукеа и Станфорда, Бродер 3Д је одштампао тело за ултразвучни штапић који је намењен за постављање акцелерометара и жироскопа сличних онима који се налазе у телефонима или Виимотесу. Ови мали уређаји, који су захваљујући револуцији смартфона постали свеприсутни и јефтини, заједно раде на одређивању угла, положаја и оријентације вашег телефона, тако да можете играти игре, држати екран усправно и користити гесте. Прикачени на штапићу ултразвука, који емитира и прима ултразвук попут радара, исти сензори прате његов прецизан положај. Затим, како се слике сликају, софтвер користи те информације да их све заједно спаја у тродимензионалну датотеку. Излаз, иако се не приближава квалитети слике МРИ или ЦТ скенирања, много је лакши за разумевање од 2Д ултразвучне слике, која може изгледати зрнато и збуњујуће.
Ултразвучне машине које Бродер гради су различите од оних које лекари користе за осматрање нерођених плодова. Иако те машине величине колица нуде 3Д слике, оне коштају стотине хиљада долара и нису изузетно преносиве. Бродер описује мали прилог са 3Д штампом за 25.000 долара, 2Д ултразвучна машина величине лаптопа.
Ултразвук тачке неге, у којем лекари користе ултразвук током физичког прегледа да би обавестили даљу негу, постаје све чешћи - тржиште за које П&С истраживање тржишта очекује да ће расти до 725 годишње до 2025. - али то и даље остаје недовољно искоришћен ресурс, каже Цхрис Фок, директор инструктивног ултразвука на Университи оф Цалифорниа-Ирвине. Предаје ултразвучне технике лекарима широког спектра специјалитета, од хитне помоћи до интерне медицине, како да снимају и читају ултразвучне снимке. „Квалитет неге се једноставно побољшава када можете прегледати пацијентову кожу у органима који вас занимају, тачно тамо где је тачка неге, и не морате чекати да се врати још један тест“, каже Фок.
Ултразвучни преглед у абдомен може лекару да каже да ли пацијент има опструкцију црева, жучни камен или блокиран бубрег. Краткоћа даха се може приписати пнеумонији, течности у грудима или течности око срца. На ове начине, лекари могу да користе ултразвук да би утврдили да ли је потребно да се пацијент пошаље на даље снимање или не. И они често користе ултразвук да би усмерили постављање игала у лапароскопску хирургију и друге поступке који захтевају прецизно постављање оруђа јер може у стварном времену показати да игла улази у ткиво.
Али тамо постаје 2Д ултразвук запетљан; не можете видети много ткива и тешко је разликовати васкулатуру, живце, мишиће и кости. „Све што видимо је одсјечак, и ми одмах морамо одлучити, хоћемо ли то посматрати у уздужној равнини или попречној равнини? То је збуњујуће да се морам посветити једном од та два авиона “, каже Фок. Попречни приказ показао би иглу која долази према гледаоцу, а уздужни приказ игле која улази са стране, али у овим дводимензионалним равнинама врло је тешко одредити дубину, и самим тим да ли је игла правилно постављена. "Тродимензионални ултразвук је толико лакше протумачити да би заиста уклонио овај слој несигурности. Мислим да многи лекари имају потешкоће када су у питању ултразвук."
Једноставније речено, 2Д ултразвук је тешко користити. „Тешко је људима који никада раније нису радили ултразвук да науче како да сликају и тумаче“, каже Бродер. "Желимо да ово буде тако интуитивна технологија да би је много различитог медицинског особља могло одмах користити без готово никакве обуке."
Представљајући се на истраживачком форуму Америчког колеџа за хитне случајеве, Бродер је описао оно што он види као главну функцију технологије: снимање мозга код мале деце. Деца млађа од две године имају меке лобање, а ултразвук може да види тачно и помаже у дијагностицирању хидроцефалуса, где цереброспинална течност изазива притисак у мозгу. Користио га је за снимање слике мозга седмеромјесечног дјетета, док је беба мирно сједила у мајчином крилу. Није јој било потребно зрачење, попут ЦТ-а, а дете није морало бити непомично или седативно, као на МР. Једноставно су, у сликарском покрету, повукли штапић преко дечакове главе. За десет секунди је то урађено.
Софтвер отвореног кода који се зове 3Д Слицер даје резултат на екрану са три осе и клизачем који лекарима омогућава отварање слике и преглед пресека. Технички је то низ 2Д слика - до 1.000 њих - постављених један поред другог, али софтвер такође може проценити количину функција унутар њих, што је посебно корисно у дијагностицирању тумора.
„То је само много динамичнији скуп података него када снимате фотографије“, каже Бродер. „Размислите о аналогији фотографије на фотоапарату. Једном када фотографирате, можете се играти са њом, али ако вам се није допао угао из којег сте фотографирали, не можете је поправити ... када имате тродимензионални скуп података, заиста имате велику контролу над питањима која желите да поставите и на које одговоре. “
Ни скупље ултразвучне машине не нуде тачност ЦТ или МРИ снимања, нити могу да сликају цело тело, али то није поента, каже Бродер. "Желимо да трошкове ускладимо", каже он. „Ми патимо од западне медицине радећи много ствари, можда у већем степену тачности или прецизности него што је потребно, а то повећава трошкове. Дакле, оно што желимо да урадимо је управо оно што пацијенту треба - пружити ниво детаља који је потребан за најбољу негу. “
Како ултразвук у тачки неге користи, Бродер-ов тим није једини који покушава да побољша машине. Цлеар Гуиде ОНЕ, који су направили лекари Јохнса Хопкинса, такође користи додатак штапића, али користи визуелни систем за праћење уметања игала, мада је ограничен на ту апликацију. И док нуди само дводимензионални ултразвук, уређај назван Цлариус бежично спаја на паметни телефон како би потпуно прешао на рачунар и смањио цену испод 10 000 долара.
Мала величина и ниска цена Бродер-овог уређаја чине га корисним у областима широм света где је немогуће или није исплативо користити веће машине. ГЕ се сложио, додијеливши Бродеру 200.000 долара у инаугуралном истраживачком изазову Поинт оф Царе Ултразвук. У овом тренутку, уређај се тренутно налази на клиничким испитивањима, а Бродер и његови сарадници имају међународни патент на њему. У будућности, Бродер замишља упаривање уређаја са ЕКГ-ом како би се сликала откуцаје срца у стварном времену. Ако се подаци из ЕКГ-а подударају са појединачним сликама које је направио ултразвук, слике можете сортирати на основу тренутка настанка унутар срчаног циклуса. Ово „4Д“ снимање могло би дати боље слике срца, јер надокнађује кретање самог срца, као и дисање.
„Можемо учинити много истих ствари које скупе 3Д машине могу, али уз много ниже трошкове“, каже Бродер. „Управо смо у ово невероватно време где су рачунарске технологије заиста олакшале оно што смо урадили.“
