醫(yī)學(xué)成像的未來(lái)

Ｍａｒｋ　Ｎａｄｅｓｋｉ　方　進(jìn)

醫(yī)療保健個(gè)性化

對(duì)于醫(yī)療保健提供商及患者，技術(shù)進(jìn)步使得醫(yī)療保健個(gè)性化逐漸在下面幾個(gè)方面成為現(xiàn)實(shí)：控制慢性病、預(yù)測(cè)大病，讓患者在舒適的家中渡過(guò)其生命的最后時(shí)間。這些先進(jìn)的技術(shù)也使得醫(yī)療保健成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。下面是具體的例子。

·具有嵌入式裝置且能夠探測(cè)出潛在身體問(wèn)題的衛(wèi)生間設(shè)備。例如：一個(gè)能夠?qū)δ蛞哼M(jìn)行分析并發(fā)現(xiàn)腎傳染病或諸如糖尿病和高血壓等慢性病發(fā)展情況的馬桶。另一個(gè)例子是能夠探測(cè)體重或身體脂肪突然變化的衛(wèi)生間體重磅秤。這些設(shè)備可以自動(dòng)將數(shù)據(jù)上傳給患者的醫(yī)生，并根據(jù)醫(yī)生事先的設(shè)定來(lái)為患者安排就診預(yù)約。

·視網(wǎng)膜掃描儀的診斷設(shè)備可以和患者現(xiàn)有的消費(fèi)類電子產(chǎn)品(如數(shù)碼相機(jī)等)結(jié)合，發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜病或者重要疾病的前兆，并把這種信息提供給相關(guān)醫(yī)務(wù)人員。

·鬧鐘能夠提醒某人起床和按計(jì)劃到醫(yī)院就診，也許就是基于家庭中其他醫(yī)療保健設(shè)備收集起來(lái)的信息，例如：嵌入到衛(wèi)生間鏡子中的視網(wǎng)膜掃描儀。該例子賦予了“個(gè)人局域網(wǎng)(PAN)”新的含義，在該局域網(wǎng)中的多種家庭設(shè)備會(huì)定期和無(wú)創(chuàng)傷地監(jiān)控和記錄一個(gè)人的生命特征。

·可以將設(shè)備安裝到家庭中，并遠(yuǎn)程連接至醫(yī)療保健提供商的網(wǎng)絡(luò)。一種老年患者佩戴的產(chǎn)品正在開(kāi)發(fā)中，它基于陀螺儀，可以探測(cè)到老年患者是否摔倒。這種設(shè)備可連接至患者的PAN，發(fā)送求助信息。還可以對(duì)類似摔倒和長(zhǎng)時(shí)間久坐(這可能是一種身體或精神問(wèn)題的癥狀)歸檔并向醫(yī)生報(bào)告。

·在遠(yuǎn)程手術(shù)中，世界知名的專家可以利用全息圖像指揮遠(yuǎn)在千里之外的手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)。

·在虛擬地點(diǎn)呼叫中，醫(yī)生使用了視頻會(huì)議以及面向家庭的診斷設(shè)備(例如：便攜式超聲波系統(tǒng))。對(duì)于那些無(wú)法看醫(yī)生(也許因?yàn)榕P床不起，患有醫(yī)生恐懼癥，或者交通條件較為有限)的患者來(lái)說(shuō)，虛擬地點(diǎn)呼叫也讓他們能夠享受到醫(yī)療保健。

醫(yī)學(xué)成像的發(fā)展

醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的目標(biāo)是想讓患者享受到更好的治療和關(guān)懷。下面是一些例子。

·X射線由膠片發(fā)展為數(shù)字文件。在印度，心臟病專家Devi Prasad Shetty博士的門診部每24小時(shí)便可處理3000張X射線照片。由于DSP的廣泛使用，現(xiàn)在在采集點(diǎn)就可將X射線信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，并且不會(huì)降低圖像的清晰度。

·MRI(磁共振成像)從慢、模糊到快速、高清晰度的發(fā)展過(guò)程。今天的MRI能夠在極短的時(shí)間內(nèi)提供高質(zhì)量的圖像，同肘還具有高度的靈活性。

·超聲波設(shè)備的便攜性。在過(guò)去的幾年中，隨著手推車式超聲波系統(tǒng)日漸被便攜式或手持式超聲波設(shè)備所代替，超聲波設(shè)備變得更加小型化。

·視網(wǎng)膜植入成為現(xiàn)實(shí)。南加州大學(xué)Doheny眼科研究所的研究人員正在研究人工視網(wǎng)膜技術(shù)，這種技術(shù)可以恢復(fù)那些患有色素性視網(wǎng)膜炎和視網(wǎng)膜黃斑變性人群的視力。

貫穿于所有這些例子的一個(gè)共同主題是：DSP的運(yùn)用。DSP被用于那些對(duì)醫(yī)學(xué)界和我們的生活產(chǎn)生影響的許多應(yīng)用領(lǐng)域。更為重要的是，這種技術(shù)仍然處于對(duì)醫(yī)學(xué)和醫(yī)療保健影響的初期階段。

遠(yuǎn)程通信助力醫(yī)學(xué)成像

遠(yuǎn)程醫(yī)療是醫(yī)學(xué)成像和遠(yuǎn)程通信技術(shù)之間相輔相成的一個(gè)例子。視頻會(huì)議和被稱為臨場(chǎng)感的新型網(wǎng)真(telepresence)技術(shù)越來(lái)越多地被用于發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的醫(yī)療保健行業(yè)。視頻會(huì)議和網(wǎng)真技術(shù)通常和超聲波設(shè)備等醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)配套使用來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療應(yīng)用。

DSP在遠(yuǎn)程醫(yī)療中扮演一個(gè)關(guān)鍵角色。例如，DSP可提供支持視頻會(huì)議和遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng)的各種編解碼器所需的處理能力和靈活性。某些編解碼器可以將視頻壓縮，使TV質(zhì)量的圖像能夠在低帶寬有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳輸。DSP還可提供支持醫(yī)學(xué)成像所需的無(wú)損編解碼器必需具有的處理能力，低壓縮或無(wú)壓縮會(huì)影響圖像質(zhì)量，進(jìn)而影響診斷結(jié)果。DSP的可編程特點(diǎn)可以讓其獲得升級(jí)，以支持新的編解碼器。

醫(yī)療保健的未來(lái)

有大量正在進(jìn)行中的研究可能會(huì)在未來(lái)十年進(jìn)一步提高醫(yī)療保健的服務(wù)質(zhì)量。例如，一家名為CNOGA的以色列公司，其產(chǎn)品運(yùn)用視頻攝像頭來(lái)無(wú)創(chuàng)傷地測(cè)量生命特征，如血壓、脈率、血氧及二氧化碳水平，只需將攝像頭對(duì)焦在人的皮膚上便可。這種技術(shù)的未來(lái)應(yīng)用可以帶來(lái)疾病的無(wú)創(chuàng)生物標(biāo)志識(shí)別，例如：癌癥和慢性阻塞性肺病等。

其他研究包括以下幾方面。

·單片機(jī)超聲波設(shè)備。將一個(gè)八通道超聲波接收機(jī)體積壓縮成一個(gè)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了便攜式設(shè)計(jì)，但這一般會(huì)降低圖像質(zhì)量，這就限制了這種器件作為一種診斷工具的有效性。集成技術(shù)的最新發(fā)展通過(guò)減小信號(hào)路徑尺寸以及噪聲水平避免這種圖像質(zhì)量下降。其目的是創(chuàng)建一款使探測(cè)、接收、傳輸和處理鏈實(shí)現(xiàn)集成的單片機(jī)設(shè)計(jì)。反過(guò)來(lái)又讓所有超聲波設(shè)備類電子產(chǎn)品能夠安裝于探頭中，可以使用一種無(wú)線鏈路向顯示器傳輸信息。單片機(jī)設(shè)計(jì)還彌補(bǔ)了3-D探針的不足，擁有更多的變送器元件，因而需要更多連接至設(shè)備的接線。

·高強(qiáng)度聚焦超聲波(HIFU)。醫(yī)療保健的發(fā)展趨勢(shì)是降低醫(yī)療過(guò)程中的負(fù)面影響，例如縮小切口尺寸、縮短愈合時(shí)間、住院時(shí)間和降低感染風(fēng)險(xiǎn)。但和這種趨勢(shì)的其他方面不同(如機(jī)器人輔助手術(shù)等)，HIFU向著許多目前有創(chuàng)醫(yī)療手術(shù)程序的無(wú)創(chuàng)操作又邁進(jìn)了一步。在不破壞周圍健康組織的情況下，使用直腸超聲波來(lái)殺死前列腺癌細(xì)胞便是一個(gè)例子。HIPU亦可用于燒灼法止血及熔脂美體，因此它可能適合于眾多的手術(shù)程序，包括美容手術(shù)。

·MRI以外的超聲波。美國(guó)密蘇里大學(xué)的研究人員將使用3D圖像而非MRI切片成像來(lái)識(shí)別孩子面部特征和大腦結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)性。這些聯(lián)系可能會(huì)讓醫(yī)生更早地診斷出自閉癥。并結(jié)合遺傳學(xué)進(jìn)行診斷，以對(duì)這種病癥進(jìn)行深入的研究。這種研究同至少兩種醫(yī)療保健發(fā)展趨勢(shì)相吻合：無(wú)創(chuàng)診斷的選擇和早期診斷的探索。后者特別重要，因?yàn)樵皆缭\斷自閉癥，父母和醫(yī)生也就能夠越早開(kāi)展治療。

總有一天，技術(shù)將可以控制我們的慢性疾病，預(yù)測(cè)我們的病情惡化情況，并讓我們能夠舒適地渡過(guò)生命中最后的日子。