像听听诊器一样做超声检查！最小超声的前世今生
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“四叶草”迎来一批特殊的客人，他们被一款神奇的设备打动了。
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今天的主角是Butterfly iQ+ ，全球首款全身通用的手持式超声成像系统。开讲Butterfly之前，让我们把目光回望至1942年——
78年前的奥地利，有一个医生叫 K.T Dussik，抑或是冥思苦想之后的灵光乍现，他开始尝试使用A型超声装置来穿透性探测颅脑。
众所周知，超声技术是20世纪上半叶才快速发展起来的一门高新技术，当时的超声装置何其巨大与简陋？今天，我们只能通过图片资料来大致还原下 K.T Dussik当时的工作场景——
所幸的是， K.T Dussik终于1949年成功地获得了人类头部（包括脑室）的超声图象。虽然该方法获得的颅脑图像成像效果很差，但是由于他创新（脑洞大开）地将超声成像引入到了临床医学诊断当中，该项工作仍被视为医学超声成像领域的里程碑。
另一个超声医学发展史上的开山鼻祖，是英裔美国医生约翰·维尔德。
对，就是上图这个帅哥。
约翰·维尔德因为在医学、物理与电气工程学学界的交集处开创了超声医学，被誉为“超声医学之父”。
资料显示，1946年，维尔德移居美国，从事外科医学工作的同时选修了电气工程学。这一时期，维尔德遇到了不少肠坏死的病例，在他的脑海里逐渐萌生了不用破腹检查腹腔的想法，并觉得可以利用超声波检测尝试。于是，他约请电机工程师约翰·瑞德与他合作研究。
1952年2月16日，维尔德和瑞德以“生物组织的超声回波探测”为题，把他们的论文发表在《自然》杂志上。这一成果奠定了超声医学发展的基础。紧接着，他们又发明了超声扫描记录和信息显示技术。
维尔德和瑞德所发明的超声扫描和显示仪不仅能探测人的腹部，还可以探测乳腺和人体其他的组织和器官。维尔德所创立的无创伤超声探测乳腺肿瘤技术成为人类的首创，也第一次实现了乳腺囊肿和乳腺癌的甄别，为超声成像技术做出突出的贡献。
历史的车轮卷起滚滚风烟，超声医学史上也是牛人辈出。1980年，Chaussy报告的体外震波碎石术，被公认是80年代超声医学的最大成就；1981年，Diamagno等将超声与内窥镜技术结合在一起，制造出超声内窥镜，使超声扫描由体表进入了内脏器官；1982年，美国的Bommer和日本的Namekawa等又分别设计出不同型号的彩色多普勒，被誉为上世纪四大影像学新装置之一的超声全息摄影术……
然而，在过去的50年里，超声波技术本身却几乎没有大的突破性创新，一直依赖于压电晶体传感器，而这种传感器自身存在脆弱性缺陷，且制造成本高昂。
也正因为由于超声设备大且贵重，且对操作人员的专业要求较高，导致及设备可及性、技术可及性和环境耐受度都存在短板，无法覆盖到这个世界上超过三分之二的人口。
上海超声波医学研究所制造的江南I型 A型超声仪
让我们说回本届进博会。
在Fosun Health展台上，有一个“小不点”——在中国首次展出的全球首款全身通用掌上超声成像系统Butterfly iQ+。整个装置小巧轻便，可随身携带。即使在飞机、高铁上也可对患者进行检查，与此同时，它还具备远程医疗会诊系统，即使是偏远地区的乡镇和社区医院中，患者也可以获得更加专业的治疗。
Butterfly iQ+手持式超声成像仪采用了目前世界上最先进的基于芯片的超声波技术，超宽带矩阵阵列使得其内部可以像内置三个不同的传感器一样工作，具有超快速清晰成像性能，可以直接连接智能手机、Pad成像，降低了超声成像仪器的成本，相较传统超声可便宜5倍至10倍。
02
今时今日，作为普通患者，每一个人都能感受到超声检查的广泛运用——
心脏不舒服，医生往往建议做个心脏彩超；腹痛就诊患者需进行腹部泌尿系和胃肠道超声检查；乳腺、甲状腺和腮腺等小器官怀疑有肿块或炎症，需超声检查。对于浅表部位的如淋巴结肿大，也需进行超声检查；多数妇科疾病如子宫肌瘤、内膜异位，也可进行超声检查……
可能很多人并不知道，超声的价值，在今年的新冠肺炎疫情下，更加凸显。
华中科技大学同济医学院附属协和医院超声影像科主任谢明星教授这样总结：“在新冠肺炎诊疗的不同阶段，超声都发挥着巨大的作用。对于患者病情的判断，无论是基本病征还是新冠肺炎所导致的并发症，超声都是最便捷、可靠的检查手段；在危重症病房里面，唯一能够进去的无创、无辐射影像学检查设备就是超声。能否用好这一手段，对于超声医生而言，责任也更加重大。”
无独有偶，3月下旬，武汉战“疫”胜局锁定，援鄂医生、复旦大学附属中山医院黄浙勇教授发布了一篇《新冠肺炎的心内科视角：床旁超声的价值》。为何在新冠肺炎诊治中特别强调超声的价值？黄浙勇教授认为：
（1）密不透风的防护服，医生日常 “望触叩听”难以实现或大打折扣，疾病诊断、鉴别诊断、病情监测更依赖于影像学和辅助检查。
（2）为减少疫情传播的机会，患者外出检查不太方便，或者一些危重症患者无法外出检查，此时，床旁超声检查将发挥其独特的优势。
援鄂期间的黄浙勇教授，左一
黄浙勇表示，作为心内科医生，此次出征武汉的一个重要目的就是评价心脏受累程度，这将直接影响危重症新冠肺炎的救治策略。那么，如何监测和评价重症患者的心脏功能呢？除了心肌标志物，最重要的手段就是超声检查。
其次，对于急性呼吸困难患者，超声不仅可以判断心功能，还可以诊断或排除胸腔积液、心包积液、气胸、肺栓塞甚至肺炎等疾病，对急性呼吸困难诊断的总体准确率可达85%，意义非凡。读者可参考国内《床旁超声在危急重症临床应用的专家共识》。
第三，气胸的诊断金标准是胸部X线检查。但当病情危重不便转运时、当床旁胸片因无法坐位而显影不清时、病人不耐受多次放射检查时，超声可体现出床旁即刻应用的优势，成为放射诊断的有益补充。
除此之外，超声还能通过测量下腔静脉直径和塌陷指数，快速、无创的评价患者容量和液体反应性。
黄浙勇这样总结床旁超声，尤其是便携式超声设备的价值——
“武汉临行之际，我的导师葛均波院士很郑重的交给我一台掌上超声。在武汉的一个多月时间里，深切感受到临床医生如能充分利用好这一手段，对新冠肺炎诊治可以带来莫大便利。若将此类推，在心脏重症监护病房，床旁超声的价值无疑有很大的拓展空间。在此，萃取几个影响比较深刻的场景，以偏概全，聊作武汉抗疫历程的一种另类纪念。”
现在，越来越多的医生意识到掌上超声的潜力。随着医学技术的一日千里，未来五到十年，全球越来越多的临床医生、全科医生和其他医务人员，都将拥有一款可以放在口袋里面的便携超声设备。
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这款只有一部手机大小的掌上超声一经发布，就取得了业内的巨大关注——
因为Butterfly iQ不仅是全球首款单一探头全身通用超声成像仪，更是全球首款获批上市的个人超声设备。能够适应医院临床科室、基层医疗、灾害急救等大型超声无法企及的应用环境。
本届进博会上展出的Butterfly iQ+，则是Butterfly公司在Butterfly iQ的基础上，成功开发出的二代产品。相较于前代产品，Butterfly iQ+拥有更加强大的成像能力、更符合人体工程学的外形设计和更长的电池续航能力。
新一代的Butterfly iQ+延续了Butterfly公司的核心技术——Ultrasound-on-Chip™。单芯片设计能够让iQ系列的能耗降低的同时产生更低的噪声。新的系统能够让Butterfly iQ+续航时间比前代产品延长20%以上，在特别模式下甚至能让续航时间延长一倍。
为了改善图像质量，Butterfly iQ+搭载数字微波束形成技术，可另帧速率提高15%，脉冲重复频率提高60%。机体要比上一代产品更小，长度较上一代产品缩短了10%，探头缩小了15%。
为保证在不同使用环境下的稳定性，Butterfly iQ+完成了压力、4英尺下落、抗尘、抗水等测试，确保该产品能够适应更多应用环境。虽然没有什么颠覆式的技术突破，但Butterfly iQ+较前代产品在外观体积、成像质量、工作效率等方面均有提升，是一款成功的迭代产品。
让刀先生来说，该款设备之最便捷之处还不仅仅在于小——通过Lightning或Type-C端口直接连接智能手机、Pad成像，并使用匹配的应用程序显示实时图像，更改设置以及查看以前获得的扫描。
试想凭借如此功能，该是多么宽广巨大的使用场景！
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在Butterfly iQ刚发布时，Butterfly创始人Jonathan M. Rothberg博士认为，这款全球首台个人超声赋予了医学超声新的意义，甚至将改变现有的医学模式，代表了“一个新行业的诞生”。
作为超声设备比较公认有潜力的发展方向之一，便携式超声由于其便携性、低功耗、高性能、易操作等特点，越来越受到医疗机构的需要与认可。尤其是我国医疗资源分配不均，基层医院、乡镇卫生院等医疗机构难以购置大型超声设备，而便携式超声将会是一个价格合适且运用广阔的替代。
11月7日，上海国家会展中心“四叶草”迎来了一批特殊的客人——来自云南、江西、山西的4位乡村医生及乡镇卫生院院长首次来到进博会现场，实地参观医疗器械及医药保健展区、公共防疫展区以及品质生活展区。在抗疫期间，被誉为“全村希望”的乡村医生在排查外来人员、筛查发热患者方面做了大量工作，在疫情防控中发挥了非常大的作用。
“这个真是太实用了！我们那儿比较偏僻，村民如果要去乡镇医院做B超检查，来回就有一天时间，很不方便。这个机器只有胡萝卜大小，连接手机就能进行监测，以后可以走村入户直接为村民检查了！” 拿着Butterfly iQ+现场体验，云南省元阳县攀枝花乡碧播村卫生室村医李玉忠李玉忠很兴奋。
来自山西省大宁县太古乡太古村卫生室的村医贾新平更是爱不释手。“这个机子方便，效果好。好学，我看我也能学会。我想买一个这个机子。”当陪同参观的工作人员告诉他复星基金会会给他捐赠一台时，老贾激动得语无伦次，眼泪都差点掉了下来：“我一定要学会，一定能学会，你们不送，我也要自己买一台，为村民们提供服务。”
医学科技的进步，终归以服务人类为终极价值。掌上超声能否成为像听诊器一样普及、便携而又易用的医疗设备？
一切皆有可能，让我们拭目以待。
【免责声明】Butterfly iQ+是经美国FDA，欧洲CE批准的医疗超声成像设备，并已在20多个国家或地区销售。Butterfly iQ+目前正在中国国家药品监督管理局（NMPA）进行注册，因此目前无法在中国境内进行销售或实际使用。
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