10美元的微芯片如何将二维超声机器转换为三维成像设备
杜克大学和斯坦福大学的医生和工程师将于10月31日在华盛顿特区的美国紧急医师学院（ACEP）研究论坛上展示他们的设备。
该技术的关键是一个指甲大小的微芯片，可以安装在传统的超声波探头上 - 塑料扫描仪可以在凝胶皮肤上滑动，以传递二维图像。
就像任天堂的Wii视频游戏控制器一样，芯片会记录探头的方向，然后使用软件将数百个解剖体的单个切片无缝地三维拼接在一起。
Duke Health的外科急诊科医生和手术副教授，医学博士Joshua Broder医学博士说，这个结果是一个类似于CT扫描或MRI质量的瞬间三维模型 。具有较高分辨率的二维超声机具有更清晰的三维图像。
“用二维技术你可以看到一个器官的视觉切片，但没有任何背景，你可以犯错，”布罗德说。“这些问题可以通过三维技术的定位和整体背景来解决。通过采用现有机器并升级它们，以非常低的成本获得这种能力似乎是我们最好的解决方案。“
他说，布罗德在2014年与他的儿子一起玩任天堂Wii游戏系统时，考虑了三维超声的可能性。随着游戏控制台能够准确地跟踪控制器的确切位置，他想知道为什么不把控制器带到超声波探头？
自己一年后，他把草图写进了杜克大学的普拉特工程学院，与当时的本科生马特·摩根（Matt Morgan）以及生物医学工程教师兼教授卡尔·赫里克霍夫（Carl Herickhoff）和杰里米·达尔（Jeremy Dahl）一起，后来在斯坦福大学继续学习开发设备。
该团队已经使用杜克公司自己的3D打印实验室来创建他们的原型，从一个简单的塑料皮套，滑入超声探头开始。技术人员可以像往常一样使用探头，或者通过简单地咬合包含位置感测微芯片的塑料附件来添加3-D图像。为了获得最好的三维图像，该团队还设计了一个塑料支架，以便在用户进入解剖体的一部分时帮助稳定探头。
微芯片和超声探头通过计算机电缆连接到为该设备编程的笔记本电脑。随着用户的扫描，电脑程序在几秒钟内激起了三维模型。
杜克大学和斯坦福大学正在临床试验中测试该技术，以确定它如何适应病人护理的流程。创作者认为，一些最有前途的用途可能是当CT扫描或MRI不可用，农村或发展中地区，或风险太高时。
Broder说：“对于急诊科的创伤患者，我们面临两难的困境。“我们是否将他们送到手术室，不知道他们的内伤或出血的程度，还是我们有冒险将他们运送到CT扫描仪，他们的病情可能会由于延误护理而恶化？通过我们新的三维技术，我们希望证明我们可以确定出血的来源，衡量出血点的出血率，并确定是否真的需要手术。
新生婴儿也很难得到图像，但是当婴儿出生时脑部有液体或先天性疾病时，医生可能需要大量的扫描。MRI机器要求患者每次静止数分钟，这通常意味着使婴儿镇静。CT扫描提供优秀的三维图像，但暴露在婴儿的辐射。
Broder和他的同事们将在他们的ACEP报告中描述他们如何收集7个月大的脑部3-D图像，脑积水或脑部液体。
Broder说：“超声波技术是一种非常漂亮的技术，因为它价格低廉，便携，对每一位患者都是安全的。“它被带到床边，不会影响病人的护理。”
Broder，Herickhoff，Dahl和Morgan被列为国际专利的发明人，并相信他们目前的临床试验和支持可以让他们在几年内将技术推向市场。
该团队还正在努力弥补已经在市场上适应的3-D超声波和三维机器之间的一些差距，例如捕捉运动中跳动的心脏的能力。
Broder说：“在急诊医学中，我们使用超声波来观察身体的每个部位 - 查看放入导管的血管，检查创伤患者，看看他们在哪里出血。“在这种情况下，我们可以增加二维机器，并改进每一个应用程序。我们可以打开一扇门，看看我们面前的一切，而不是通过一个钥匙孔看房间里的东西。“
除了Broder，Herickhoff，Dahl和Morgan等创作者之外，演讲的作者还包括Duke的Elias J. Jaffa，Brendan P. Smith和Erica Peethumnongsin。
这项研究得到了斯坦福大学Wallace H. Coulter基金会的支持，该基金会资助了包括杜克大学在内的多所大学的合作翻译研究项目。最近来自急诊医学基金会和通用电气公司的拨款将资助该设备的临床试验，以确定和确定创伤性休克患者的出血和出血。
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