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疾?。? 超聲診斷
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深度綜述 | 可穿戴超聲Wearable Ultrasound未來(lái)應(yīng)用方向 - 從血管成像到神經(jīng)調(diào)控什么是可穿戴超聲WearableUltrasound技術(shù)：????可穿戴超聲技術(shù)是一種融合了柔性和可拉伸超聲換能器、便攜數(shù)據(jù)采集、無(wú)線通信和人工智能（AI）技術(shù)的創(chuàng)新醫(yī)療技術(shù)，通過(guò)在人體表面貼合的設(shè)備實(shí)時(shí)獲取和分析生理數(shù)據(jù)，提供持續(xù)健康監(jiān)測(cè)、成像、治療和藥物遞送等功能，從而顯著改善醫(yī)療保健質(zhì)量和效率。其核心在于由銀納米線（AgNWs）和復(fù)合彈性基底制成的柔性超聲換能器，能夠在保持高成像質(zhì)量的同時(shí)適應(yīng)人體復(fù)雜曲面。生物粘附和聲學(xué)友好界面確保了超聲源與皮膚間的有效耦合，便攜數(shù)據(jù)采集和無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，AI技術(shù)在圖像處理和數(shù)據(jù)分析中提高成像精度，提供詳細(xì)的生理和病理信息。應(yīng)用方面，包括肩部雙向剪切波彈性成像（DDSWE）和連續(xù)膀胱容積監(jiān)測(cè)在內(nèi)的設(shè)備，已被用于健康監(jiān)測(cè)、康復(fù)治療等領(lǐng)域。然而，技術(shù)實(shí)現(xiàn)面臨諸多挑戰(zhàn)，如柔性材料和制造工藝的研發(fā)、長(zhǎng)期聲暴露的生物效應(yīng)和皮膚健康問(wèn)題，以及數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理的高能效要求。總之，可穿戴超聲技術(shù)代表了醫(yī)療技術(shù)的前沿，通過(guò)多種先進(jìn)技術(shù)的整合，實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，展示了廣闊的發(fā)展前景。關(guān)于柔性超聲技術(shù)的綜合圖：展示了柔性超聲換能器、便攜數(shù)據(jù)采集、無(wú)線通信和人工智能集成的各個(gè)方面。圖中包含以下內(nèi)容：設(shè)備在人體上的應(yīng)用：標(biāo)注了持續(xù)健康監(jiān)測(cè)、成像、治療和藥物遞送功能。核心組件：展示了銀納米線（AgNWs）和復(fù)合彈性基底的換能器、生物粘附界面和便攜電子設(shè)備。技術(shù)挑戰(zhàn)：包括材料耐久性、長(zhǎng)期暴露的生物效應(yīng)和高效數(shù)據(jù)處理。????可穿戴超聲設(shè)備因其能夠提供持續(xù)健康監(jiān)測(cè)、恢復(fù)或替代受損的身體或器官功能，甚至在某些情況下提供超人能力的潛力，而備受關(guān)注。近年來(lái)，軟物質(zhì)、納米技術(shù)、集成電路、便攜電源技術(shù)和人工智能（AI）的進(jìn)步，為可穿戴超聲研究注入了前所未有的動(dòng)力，使其在連續(xù)健康監(jiān)測(cè)、成像、治療、藥物遞送等應(yīng)用中展現(xiàn)出越來(lái)越重要的角色?？纱┐鞒曄到y(tǒng)涉及不同的換能器配置，如可變形陣列、多元件貼片和單元件探頭；生物信號(hào)，如多普勒頻譜、心臟收縮和肌肉收縮；以及應(yīng)用，如應(yīng)激超聲心動(dòng)圖、連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)、假肢控制和肌肉功能監(jiān)測(cè)。主要技術(shù)進(jìn)展????可穿戴超聲技術(shù)的研究進(jìn)展主要集中在柔性和可拉伸超聲換能器、生物粘附和聲學(xué)友好界面、便攜超聲數(shù)據(jù)采集和無(wú)線通信、AI驅(qū)動(dòng)的成像和控制等方面。其他創(chuàng)新包括更多的可穿戴主動(dòng)材料和結(jié)構(gòu)、新型換能器、高效的數(shù)據(jù)采集和傳輸、輕量化電子設(shè)備以及智能圖像重建。以下是文章中詳細(xì)介紹的一些關(guān)鍵領(lǐng)域和研究進(jìn)展。A.新興的可穿戴超聲技術(shù)????Huang等人提供了關(guān)于可穿戴超聲設(shè)備材料、制造工藝、波束形成和應(yīng)用的綜述，特別是總結(jié)了包括主動(dòng)材料、匹配和背襯材料、可拉伸電極在內(nèi)的換能器材料及其相關(guān)的制造技術(shù)。波束形成策略，特別是基于AI的解決方案，被強(qiáng)調(diào)為解決柔性和可拉伸陣列中未知陣列元件位置引起的波束形成誤差的有效方法。這篇綜述還強(qiáng)調(diào)了可穿戴超聲在連續(xù)健康監(jiān)測(cè)、治療和人機(jī)接口等方面的最新應(yīng)用，并提出了該領(lǐng)域未來(lái)的挑戰(zhàn)和前景。B.可穿戴超聲神經(jīng)調(diào)制????神經(jīng)調(diào)制被認(rèn)為是可穿戴超聲技術(shù)的重要應(yīng)用之一，特別是迷走神經(jīng)調(diào)制技術(shù)，有望治療癲癇、抑郁癥和自身免疫疾病。VanDamme等人報(bào)道了一種由三個(gè)8.4MHz壓電換能器組成的袖帶狀設(shè)計(jì)，展示了實(shí)現(xiàn)可穿戴迷走神經(jīng)刺激技術(shù)的新途徑。Hacker等人開(kāi)發(fā)了一種可穿戴超聲耳迷走神經(jīng)刺激器，設(shè)計(jì)成耳機(jī)形式，通過(guò)8MHz超聲換能器刺激耳部的迷走神經(jīng)，報(bào)告了聲輸出及其安全性因素如溫升和聲強(qiáng)度。C.可穿戴超聲成像????可穿戴超聲成像及其相關(guān)的連續(xù)健康監(jiān)測(cè)是可穿戴超聲技術(shù)的高度預(yù)期進(jìn)展之一。Chen等人提出了一種肩部雙向剪切波彈性成像技術(shù)，使用定制的T形超聲換能器陣列，能夠動(dòng)態(tài)量化肩部肌肉的機(jī)械性能，這些信息可能幫助外科醫(yī)生和物理治療師未來(lái)調(diào)整康復(fù)強(qiáng)度。Lee等人展示了一種結(jié)合深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可穿戴膀胱容積監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確且連續(xù)的膀胱容積監(jiān)測(cè)。D.可穿戴超聲創(chuàng)新器械????柔性和可拉伸超聲換能器是大多數(shù)可穿戴超聲技術(shù)的關(guān)鍵組件。Xue等人全面回顧了用于可穿戴超聲成像、傳感和治療的柔性超聲換能器，包括先進(jìn)材料、換能器設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，并討論了未來(lái)研究的技術(shù)障礙和挑戰(zhàn)。Chen等人報(bào)道了一種皮膚貼合的柔性和可拉伸超聲換能器，展示了其在大曲率表面上的適應(yīng)性和優(yōu)越的成像質(zhì)量，使用銀納米線與復(fù)合彈性基底，確保了電氣和機(jī)械連接的穩(wěn)固性。????可穿戴超聲設(shè)備可能會(huì)在家庭環(huán)境中使用，因此需要特殊的設(shè)計(jì)考慮。Barbarevech等人提出了一種整體方法，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)緊湊、電池供電的完全可穿戴超聲設(shè)備，用于家庭護(hù)理應(yīng)用中的慢性傷口治療。Vostrikov等人提出了一種超低功耗的可穿戴超聲設(shè)備，用于手勢(shì)識(shí)別，通過(guò)分析超聲回波數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了96%的準(zhǔn)確率，展示了可穿戴超聲設(shè)備在預(yù)測(cè)連續(xù)手部動(dòng)作方面的潛力。結(jié)論????本綜述展示了可穿戴超聲領(lǐng)域的高度動(dòng)態(tài)性和創(chuàng)新性，柔性超聲設(shè)備創(chuàng)新、新興的可穿戴超聲應(yīng)用以及安全性和臨床實(shí)施的潛力，將為這一領(lǐng)域帶來(lái)前所未有的進(jìn)展。這些進(jìn)展將確保這種高效多功能技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到床邊的轉(zhuǎn)化，以及在家庭醫(yī)療和其他靜止環(huán)境中的應(yīng)用。????
選擇適合的婦科影像檢查方式???子宮、卵巢是伴隨女性成長(zhǎng)發(fā)育的最關(guān)鍵的兩個(gè)器官，但它們的存在卻比其他器官顯得更加低調(diào)神秘。它們既不像眼睛一樣敏感，能感知到風(fēng)吹草動(dòng)，也不像胃能夠把腹痛立馬通知給大腦。兩顆像杏大小的卵巢跟子宮住在女性盆腔的深部，摸不到也感受不到。后知后覺(jué)的它們通常在出現(xiàn)明顯的臨床癥狀或者腹部隆起摸到腫塊后，才會(huì)被發(fā)現(xiàn)出了問(wèn)題。正因?yàn)樗鼈兊捏w積小，位置深，結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜，影像科醫(yī)生們開(kāi)發(fā)了各種技術(shù)去找到它們、診斷它們。????超聲高效便捷、價(jià)格親民，是婦科常規(guī)體檢的主角。特別是經(jīng)陰道超聲，更是檢測(cè)這些深藏不露器官的首選方法，它利用更靠近目標(biāo)器官的位置優(yōu)勢(shì)，能夠提供更為精確的圖像，這對(duì)于初步識(shí)別卵巢腫瘤或子宮的異常至關(guān)重要。但超聲的成像原理也注定了它在診斷上很大劣勢(shì)。超聲探頭的掃描面積有限，探頭無(wú)法涵蓋較大腫瘤的全貌，加上超聲波穿透力弱，在尋找卵巢時(shí)前方的腸管、脂肪會(huì)對(duì)圖像產(chǎn)生很大的干擾。此外，超聲檢查的結(jié)果很大程度上依賴(lài)于操作醫(yī)生的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，圖像呈現(xiàn)較為主觀，無(wú)法留存完整的病變圖像，這也不利于在治療前后作圖像的療效對(duì)比。因此，我們通常把超聲檢查應(yīng)用在體檢篩查的第一關(guān)，如果在超聲檢查中出現(xiàn)問(wèn)題，我們還是要繼續(xù)選擇更進(jìn)階的檢查來(lái)診斷疾病。???CT檢查是僅次于超聲的便捷技術(shù)，人在機(jī)器里躺十幾秒檢查圖像就做好了。但它的劣勢(shì)在婦科領(lǐng)域也是尤為突出。不僅僅是大家眾所周知的輻射危害，CT對(duì)軟組織的分辨率較低，尤其對(duì)結(jié)構(gòu)精密的卵巢而言，CT下的它們就像是一個(gè)實(shí)性的小面團(tuán)，幾乎無(wú)法分辨里面的結(jié)構(gòu)。只有在病變出血、增大，使器官發(fā)生了形態(tài)變化，CT才能發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題。因此，CT檢查雖然在肺部診斷中表現(xiàn)優(yōu)異，但在婦科的地位就低了很多，通常我們會(huì)在急癥或者有磁共振禁忌癥的情況下才會(huì)去選擇CT檢查。???終于等到婦科影像檢查的主角出場(chǎng)了——磁共振（MRI）。它的出現(xiàn)彌補(bǔ)了超聲跟CT的短板，解決了軟組織分辨率低、輻射危害的兩大致命缺點(diǎn)。它的無(wú)輻射優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)兒童、年輕、妊娠期女性非常友好。同時(shí)，隨著手術(shù)置入材料的更新，目前新型的節(jié)育環(huán)、關(guān)節(jié)假體、金屬固定器、心臟支架，均能夠進(jìn)行磁共振檢查而不產(chǎn)生明顯偽影。它的另外一大優(yōu)勢(shì)則是軟組織分辨率高，磁共振如同當(dāng)今的高清相機(jī)，能夠清晰分辨卵巢、子宮的微觀結(jié)構(gòu)，比如每一個(gè)正在發(fā)育的卵泡，導(dǎo)致你痛經(jīng)的子宮內(nèi)膜異位、或者小到只有5毫米但會(huì)引起子宮出血的內(nèi)膜息肉。因此，盆腔磁共振是在婦科腫瘤的診療中不可或缺的診斷武器。當(dāng)體檢超聲懷疑子宮或者卵巢占位時(shí)，這時(shí)候CT不再是首選檢查，盆腔磁共振作為深入診斷的首選，避免了不必要的輻射，提高了診斷的準(zhǔn)確性。當(dāng)然磁共振也有它的缺點(diǎn)，獲得清晰圖像的代價(jià)就是掃描時(shí)間加長(zhǎng)，相比于CT的十幾秒，磁共振動(dòng)輒就需要病人一動(dòng)不動(dòng)的躺在機(jī)床上半小時(shí)到四十分鐘，這也是很多急癥病人、幽閉恐懼癥的患者退而求此次選擇CT的原因。???磁共振包括很多套不同的圖像，我們可以把它想象成不同的鏡頭下完成同一個(gè)物體的拍攝，比如紅外線鏡頭、廣角鏡頭或者微距鏡頭，每一套鏡頭都有它們各自的專(zhuān)長(zhǎng)，能夠顯示其他鏡頭下看不到信息，有的鑒別病灶里面有沒(méi)有出血，有的發(fā)現(xiàn)病變有沒(méi)有鈣化，有的在注射造影劑后找到是哪一根血管在給腫瘤提供營(yíng)養(yǎng)。影像科醫(yī)生看完每一套的影像后，會(huì)綜合它們的信息，在診斷報(bào)告中給與病灶明確的定位、定性診斷。總而言之，盆腔磁共振在婦科領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，從初診時(shí)給腫瘤良惡性的定性，到精確的腫瘤分期來(lái)指導(dǎo)治療方案，再到治療后的復(fù)發(fā)監(jiān)測(cè)，每一步都離不開(kāi)磁共振的幫助。???但有沒(méi)有磁共振做不到的事情呢？這時(shí)候就該我們的PET/CT出場(chǎng)了。磁共振的軟組織分辨率高體現(xiàn)在不同結(jié)構(gòu)的化學(xué)成分含量不同，但人體是一個(gè)不停在更新代謝的整體，PET/CT注射放射性核素到人體后，可以將核素通過(guò)人體的代謝送到全身各個(gè)器官，再用它們含量的不同來(lái)診斷疾病。我們可以將人體想象成一副地圖，血管就是地圖里的道路，放射性核素的顯像劑像是一輛輛鳴笛的警車(chē)，載著警察在我們?nèi)梭w血管里巡邏。當(dāng)遇到瘋狂汲取營(yíng)養(yǎng)的惡性腫瘤時(shí)，這些區(qū)域的血管更豐富，警車(chē)也會(huì)帶著更多的警察聚集于此，甚至?xí)霈F(xiàn)交通擁堵，像堵車(chē)的紅色道路一樣顯示在我們的“地圖”上。反之，缺血區(qū)域也如同道路塌方，警車(chē)也無(wú)法到達(dá)。由此我們理解了PET/CT的優(yōu)勢(shì)，它能夠通過(guò)代謝反映患者整體的情況，因此它作為我們婦科影像診斷的終極武器，常常應(yīng)用在惡性腫瘤的診斷當(dāng)中來(lái)發(fā)現(xiàn)是否有全身的轉(zhuǎn)移病灶，或者全身多發(fā)腫瘤但無(wú)法確定原發(fā)位置的疑難病例。????婦科影像診斷領(lǐng)域的技術(shù)各有所長(zhǎng)，它們互相補(bǔ)充為疾病的診斷和治療提供了堅(jiān)實(shí)的支持。從超聲的初步篩查、CT的快速評(píng)估，到磁共振的精確定位和PET/CT的全面評(píng)估，正確的選擇和使用這些技術(shù)至關(guān)重要。我們的目標(biāo)是利用每種檢查的優(yōu)勢(shì)，提升診斷的效率和準(zhǔn)確性，減少不必要的重復(fù)檢查和輻射風(fēng)險(xiǎn)，從而更有效、更迅速、更安全地支持臨床決策，守護(hù)女性健康。