隨著醫(yī)療中心客流量的增加，診所面臨著許多挑戰(zhàn)。超聲引導(dǎo)設(shè)備可以使沒(méi)有超聲專業(yè)知識(shí)的臨床醫(yī)生輕松地將超聲檢查集成到其針頭放置，插管和其他侵入性醫(yī)療設(shè)備和程序的工作流程中。電池供電、高計(jì)算能力的便攜式成像系統(tǒng)可提高醫(yī)療設(shè)備的靈活性、有效性和安全性。

侵入性手術(shù)在手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室、急診室和診斷中很常見(jiàn)。醫(yī)生使用它們注射止痛藥和麻醉劑等藥物，或采集滑液、血液或組織樣本。這些程序?qū)τ卺t(yī)療診斷和治療是必不可少的。

在侵入性手術(shù)中，針或其他尖銳的器械刺穿皮膚并進(jìn)入身體組織。它需要經(jīng)過(guò)神經(jīng)，血管和其他內(nèi)部身體部位才能到達(dá)通常最小的目標(biāo)區(qū)域。但是，針頭如何準(zhǔn)確地到達(dá)深靜脈或精確的痛點(diǎn)呢？即使針頭只穿透身體幾厘米，“盲目飛行”通過(guò)身體也是有風(fēng)險(xiǎn)的，可能的副作用從瘀傷到中風(fēng)。

如果事先計(jì)劃針頭通過(guò)血管，神經(jīng)和肌腱的路徑并使其可見(jiàn)，則損傷的風(fēng)險(xiǎn)降低。導(dǎo)航程序?qū)颊邅?lái)說(shuō)更成功，更安全。它們由國(guó)家衛(wèi)生組織推薦，如國(guó)家衛(wèi)生與臨床卓越研究所（NICE）或心血管麻醉師協(xié)會(huì)。成功的治療意味著更快的恢復(fù)和更高的患者滿意度。因此，患者可以更快地離開(kāi)醫(yī)院，并減少并發(fā)癥，從而節(jié)省成本。

通過(guò)超聲波實(shí)現(xiàn)更好的成像

超聲已經(jīng)用于診斷測(cè)試很長(zhǎng)一段時(shí)間。幾乎每個(gè)嬰兒的大小或位置都是由超聲波決定的。一般來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是安全的。消除了使用其他成像技術(shù)發(fā)生的造影劑或輻射暴露。在超聲檢查期間，換能器在皮膚上來(lái)回移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。它將超聲波發(fā)送到體內(nèi)并接收反射信號(hào)。這些根據(jù)目標(biāo)組織的結(jié)構(gòu)而變化。從這些信號(hào)中，生成顯示血管，器官，結(jié)構(gòu)和流體的2D圖像（平面）。聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單？不幸的是，它并不總是一帆風(fēng)順的。過(guò)去，天文數(shù)字的價(jià)格和高昂的培訓(xùn)成本阻礙了超聲輔助技術(shù)在臨床環(huán)境中的使用。

以協(xié)調(diào)和技巧保持正軌

超聲引導(dǎo)程序非常復(fù)雜，需要操作員的高度協(xié)調(diào)和技能。當(dāng)一只手發(fā)出目標(biāo)區(qū)域的聲音時(shí)，另一只手將針頭穿過(guò)組織。成功與否取決于臨床醫(yī)生的技能和經(jīng)驗(yàn)。沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人發(fā)現(xiàn)很難在超聲波圖像的幫助下跟蹤針頭，并且他們有將針插入目標(biāo)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

穿越 3D 迷宮的 2D 之旅

導(dǎo)航系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)之一是，當(dāng)指針穿過(guò)3D組織時(shí)，將其映射到2D圖像平面中。傳統(tǒng)上，有兩種方法：面內(nèi)方法和面外方法。

機(jī)內(nèi)

通過(guò)面內(nèi)進(jìn)近，針平行于超聲束移動(dòng)。換句話說(shuō)，針和平面之間的角度為0度。針被可視化為一條線。如果指針偏離其平行路線或沿軸線旋轉(zhuǎn)，則在圖片中不可見(jiàn)。因此，很容易低估滲透深度。因此，面內(nèi)方法對(duì)深部目標(biāo)的用處有限。

離機(jī)

在面外接近時(shí)，光束的一部分以一定角度偏轉(zhuǎn)。這確保了即使針頭更深入地滲透到組織中，也可以跟蹤針頭。雖然傾斜的光束使針的可視化更容易，但仍然難以評(píng)估確切的針位置。超聲圖像中的點(diǎn)究竟代表什么？是針尖還是針與超聲平面相遇的點(diǎn)？因此，一些程序使用帶有內(nèi)置傳感器的改良針。這些特殊針通常較厚且特定于制造商。專有的針頭限制了臨床醫(yī)生對(duì)針頭規(guī)格、長(zhǎng)度和斜面類型的選擇。一些特殊針的另一個(gè)缺點(diǎn)是，它們需要在到達(dá)目標(biāo)位置后手動(dòng)斷開(kāi)與傳感器的連接，以便連接注射器或注射管。這可能導(dǎo)致針頭偏離其原始和最佳位置，從而增加在棘手程序中受傷的風(fēng)險(xiǎn)。另一種選擇是固定針的方向和角度的針導(dǎo)軌。缺點(diǎn)是從業(yè)者的行動(dòng)自由有限。

探索新方法

使用2D成像尋找3D路線的傳統(tǒng)方法需要臨床醫(yī)生的豐富經(jīng)驗(yàn)，技能和協(xié)調(diào)。在他掌握這門藝術(shù)之前，需要大量的培訓(xùn)，并且患者留下的風(fēng)險(xiǎn)不是微不足道的。由于專有的針頭系統(tǒng)限制了適當(dāng)儀器的選擇，超聲引導(dǎo)的醫(yī)療設(shè)備公司eZono遵循了不同的路線。

一長(zhǎng)串的要求

跨學(xué)科的eZono團(tuán)隊(duì)分析了醫(yī)院工作人員的擔(dān)憂和需求。他們的理想設(shè)備需要緊湊且便攜。它還必須能夠進(jìn)行電池操作，以防附近沒(méi)有電源插座。在床旁診斷中，設(shè)備通常用于床邊或咨詢室。在這里，對(duì)易于操作且無(wú)需太多培訓(xùn)即可使用的設(shè)備的需求特別強(qiáng)烈。其他要求包括提供有關(guān)針頭位置和深度的可靠信息的設(shè)備，以及在使用熟悉的注射器和儀器時(shí)減輕工作量的設(shè)備。所有這些都需要在不需要使用其他插件或擴(kuò)展模塊的情況下完成。此外，該設(shè)備需要提高患者和沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的操作員的安全性。結(jié)果是eZono 4000中超聲引導(dǎo)導(dǎo)航的全新方法。

磁力路線規(guī)劃

可以使用磁化標(biāo)準(zhǔn)針，而不是帶有內(nèi)置傳感器的特殊針。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)針含有足夠的金屬，使它們能夠被充分磁化。磁化過(guò)程很簡(jiǎn)單：將針頭短暫地放入一個(gè)帶有兩個(gè)內(nèi)置磁鐵的小無(wú)菌塑料杯中。

自適應(yīng)針頭檢測(cè)可針對(duì)所選織針自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)。該傳感器包含一個(gè)指針跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)收集磁化針的位置數(shù)據(jù)并測(cè)量反射聲波的信號(hào)強(qiáng)度。算法將測(cè)量值轉(zhuǎn)換為 3D 數(shù)據(jù)。除了跟蹤針頭穿過(guò)組織的路徑外，還可以可視化插入深度。這需要復(fù)雜的算法將硬件的原始測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為有意義的圖像;eZono 4000中的計(jì)算是使用康佳特AG的康加-BAF模塊進(jìn)行的。

從任何角度都能看到

當(dāng)針穿過(guò)組織時(shí)，eZono 4000的專利針導(dǎo)向技術(shù)eZGuide自由平面導(dǎo)航可實(shí)時(shí)顯示其方向和針尖相對(duì)于成像平面的位置。操作員可以清楚地看到針的位置以及何時(shí)到達(dá)目標(biāo)區(qū)域。超聲圖像中的彩色指示器進(jìn)一步促進(jìn)了針頭引導(dǎo)。目標(biāo)走廊指示指針是否在正確的軌道上。這使得精確的針定位成為可能，無(wú)論是面內(nèi)還是面外方法。

滿足醫(yī)療保健要求

超音質(zhì)導(dǎo)針系統(tǒng)可滿足醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)尺寸、便攜性、功能性和易用性的需求。

結(jié)構(gòu)緊湊，便于攜帶

eZono 4000 的重量為 4.7 kg，符合小型便攜式設(shè)備的要求。它讓人聯(lián)想到平板電腦。

床邊或練習(xí)室的床旁診斷

該設(shè)備可以安裝在手推車上，也可以獨(dú)立放置在任何表面上，由其后支架支撐。提供快速釋放 VESA 安裝座或特殊手推車等附件。

電池操作

為了便于在移動(dòng)中使用，設(shè)備附帶了一個(gè)電池。在電池模式下，設(shè)備可以運(yùn)行約2.5小時(shí);這足以在不給電池充電的情況下執(zhí)行幾個(gè)連續(xù)的程序。計(jì)算密集型圖形應(yīng)用程序需要高性能處理器，而電池操作需要低功耗。因此，軟件和硬件都針對(duì)能效進(jìn)行了優(yōu)化 - 由 conga-BAF 模塊的高能效且功能強(qiáng)大的 AMD 嵌入式 G 系列 APU 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。

工作量

該系統(tǒng)通過(guò)多點(diǎn)觸控 12.1 英寸顯示屏運(yùn)行。用戶從平板電腦和智能手機(jī)上熟悉這種類型的界面。有許多軟鍵可以控制重要的功能和設(shè)置。顯示屏顯示非常清晰的圖像;即使在照明條件較差的情況下（這是床旁應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題），圖像在256種灰色陰影下也能清晰可見(jiàn)。該器件從待機(jī)模式啟動(dòng)不到 20 秒，即使完全啟動(dòng)也只需一分鐘。使用充磁杯制備標(biāo)準(zhǔn)針頭簡(jiǎn)單，無(wú)菌且快速。密封表面可以有效消毒;在滿足醫(yī)療環(huán)境的嚴(yán)格衛(wèi)生要求方面，這一點(diǎn)很重要。易于清潔和使用標(biāo)準(zhǔn)針頭也對(duì)擁有成本有積極影響。

學(xué)習(xí)曲線短

教育提示卡為任何類型的程序提供信息和幫助。這種綜合培訓(xùn)方法彌合了教學(xué)與實(shí)際臨床應(yīng)用之間的差距。它涵蓋了超聲檢查，血管通路，局部麻醉，救援阻滯，肌肉骨骼系統(tǒng)疾病，疼痛管理和許多其他主題的基礎(chǔ)知識(shí)。提示卡可以使用新的客戶特定主題進(jìn)行擴(kuò)展。

自適應(yīng)針跟蹤和多種顯示模式有助于評(píng)估。針尖的位置可以通過(guò)面內(nèi)和面外方法正確識(shí)別。

COM 直通解決方案的優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)代專業(yè)醫(yī)療設(shè)備需要高性能計(jì)算機(jī)，但這種設(shè)備中的計(jì)算機(jī)只是達(dá)到目的的手段。真正的訣竅在于醫(yī)療技術(shù)應(yīng)用。設(shè)計(jì)處理器板是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，需要利用資源更好地用于特定于應(yīng)用程序的任務(wù)。當(dāng)使用計(jì)算機(jī)模塊（COM）時(shí)，計(jì)算機(jī)部分是現(xiàn)成的，因此重點(diǎn)可以轉(zhuǎn)移回核心競(jìng)爭(zhēng)力。COM 快遞是領(lǐng)先的模塊標(biāo)準(zhǔn)之一，受到許多模塊制造商的支持。除處理器外，COM模塊還包含整個(gè)外圍設(shè)備和電源。COM模塊是一臺(tái)成熟的計(jì)算機(jī)，安裝在包含特定應(yīng)用屬性的定制載板上。此方法具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵的專業(yè)知識(shí)仍然在內(nèi)部進(jìn)行，而計(jì)算機(jī)專家（如康佳特或其他COM供應(yīng)商）開(kāi)發(fā)和制造現(xiàn)成的預(yù)集成模塊。使用 COM 模塊時(shí)，商業(yè)挑戰(zhàn)（如產(chǎn)品停產(chǎn)或新一代處理器）更容易處理。標(biāo)準(zhǔn)模塊的使用保證了設(shè)備的長(zhǎng)期可用性;它還節(jié)省了時(shí)間和金錢，因?yàn)榻?jīng)過(guò)測(cè)試，驗(yàn)證和認(rèn)證的工業(yè)質(zhì)量組件隨時(shí)可用。

聰明、低功率的大腦

康佳BAF COM快車模塊提供了計(jì)算性能，圖形功能和電源效率的組合。低功耗允許電池操作，并且該裝置在沒(méi)有風(fēng)扇冷卻的情況下也能正常工作。為了完成針導(dǎo)航和可視化的復(fù)雜任務(wù)，高計(jì)算能力和出色的圖形是絕對(duì)必要的。節(jié)省空間且高能效的雙芯片 AMD 嵌入式 G 系列 APU 平臺(tái)包括一個(gè)功能強(qiáng)大的多核處理器以及一個(gè)圖形單元，可在芯片級(jí)提供專用圖形卡的功能。這種高度集成也為強(qiáng)大的圖像處理和快速可視化提供了基礎(chǔ)。使用APU架構(gòu)，某些計(jì)算任務(wù)可以外包給集成圖形單元，以減輕CPU的負(fù)擔(dān)。這導(dǎo)致無(wú)延遲的操作和顯示。使用標(biāo)準(zhǔn)化的圖形庫(kù)（如 OpenGL 和 OpenCL），可以將計(jì)算密集型圖像處理算法外包給圖形單元，以實(shí)現(xiàn)用戶友好的演示。

改進(jìn)用于侵入性手術(shù)的醫(yī)療設(shè)備

在侵入性醫(yī)療程序中，超聲引導(dǎo)導(dǎo)航通過(guò)降低并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)提高患者安全性。治療效率提高，因?yàn)楦深A(yù)可以更快，更容易地進(jìn)行。培訓(xùn)工作量低，在超聲技術(shù)方面經(jīng)驗(yàn)很少的臨床醫(yī)生在短暫的培訓(xùn)后安全地掌握了這種導(dǎo)航技術(shù)。使用標(biāo)準(zhǔn)針有兩倍的回報(bào)：首先，這些是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的，熟悉的儀器;其次，它們的現(xiàn)成可用性轉(zhuǎn)化為明顯的成本優(yōu)勢(shì)。與直接基于標(biāo)志性的手術(shù)相比，治療速度更快，首次嘗試成功率更高，動(dòng)脈損傷的發(fā)生率更低。

審核編輯：郭婷