微型3維超聲探頭可提供清晰軟組織醫(yī)學(xué)圖像

一個小到可以放在導(dǎo)管頂端的超聲探頭，能為醫(yī)生提供清晰的軟組織實時圖像，而不會有傳統(tǒng)的X光導(dǎo)管引導(dǎo)過程中所面臨的危險。

杜克大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師設(shè)計并制作了新型超聲探頭，該探頭擁有強(qiáng)大功能，可提供詳細(xì)的3D圖像。該設(shè)備像昆蟲的復(fù)眼一樣工作，由108個微型傳感器一起工作產(chǎn)生圖像。

以導(dǎo)管為基礎(chǔ)的進(jìn)程包括蛇形器械通過血管執(zhí)行各種任務(wù)，如通過X光圖像引導(dǎo)清除動脈或放置支架。

在使用模擬血管的水箱中進(jìn)行一系列的模擬原理驗證，工程師采用新型超聲探頭能夠引導(dǎo)兩個具體程序：在血管內(nèi)安置一個濾波器和為主動脈動脈瘤放置綜合“貼片”?？茖W(xué)家將于一年內(nèi)開始在動物身上測試。

“沒有什么技術(shù)壁壘需要克服，” 杜克大學(xué)超聲傳感器組主任兼研究小組高級成員Stephen W. Smith稱。該小組將最近的試驗結(jié)果公布在IEEE超聲波、鐵電和頻率控制會報上。

Smith 說：“雖然我們已經(jīng)表明新探針可以工作在兩種進(jìn)程，我們相信結(jié)果會更遠(yuǎn)，有很多以導(dǎo)管為基礎(chǔ)的介入治療可以使用3D超聲引導(dǎo)，其中包括人工心瓣替代和在大腦中安置線圈以阻止中風(fēng)。只要導(dǎo)管可以進(jìn)入，探頭就可以進(jìn)入。”

目前，當(dāng)在血管中控制導(dǎo)管，醫(yī)生依賴于從身體外部采取X射線圖像，并在顯示器上顯示。很多時候，對比劑需要注入到血液中以加亮血管。新型探頭論壇的作者及設(shè)計師Edward Light說：“而通過這種方式獲得的圖像雖然很好，但是一些病人對對比劑有不良反應(yīng)。同時，取得的圖像稍縱即逝。而3D超聲引導(dǎo)不使用X射線輻射或?qū)Ρ葎?，而且圖像實時和連續(xù)的。”

另一個好處是便攜性，該功能對于那些不便移動的病人太重要了。因為X射線需要在特殊設(shè)備的房間進(jìn)行。3D超聲機(jī)可以很方便的移動到病人房間。

研究人員稱，超聲技術(shù)通過實時生成詳細(xì)的、3維動態(tài)圖像使得最新的試驗成為可能。杜克實驗室有一個長串的從傳統(tǒng)2維超聲系統(tǒng)（就像用于子宮中嬰兒的圖像）到更先進(jìn)3D的修正。在1991年發(fā)明該技術(shù)后，該小組表明了其為心臟和腦血管實時成像中開發(fā)專門導(dǎo)管和內(nèi)窺鏡的效用。

在許多重復(fù)的探針設(shè)計試驗之后，工程師相處了一種新的方法——以108個微型傳感器置于導(dǎo)管套的邊緣。Light解釋到：“這些微型傳感器共同創(chuàng)造一個大型傳感器，像昆蟲復(fù)眼一樣工作。”

在第一個試驗中，新型探管成功在模擬腔靜脈（攜帶從下肢回流心臟的缺氧血的大靜脈）中放置濾波器。腿中有凝塊的患者——被稱為靜脈血栓——其不能得到破壞血塊的藥物時，往往接受這些濾波器，從而組織血塊移動并運動到心臟和肺部。

第二次試驗所涉及的是安置腹主動脈瘤支架，這是大的人造導(dǎo)管用于修補(bǔ)主動脈的薄弱區(qū)域，該區(qū)域隨時面臨爆破的危險。