超聲系統曾是體型龐大且昂貴的推車式設備，然而在最近十年内，随着技術的不斷發展及商業競争，這種設備逐漸小型化和經濟化，而且使用門檻也大幅降低了。由此所帶來的掌上超聲儀可以通過數據線直連至手機或平闆，或像Vscan Air一樣進行無線連接。這一代設備還搭載人工智能驅動的應用程序，進一步提升了圖像質量和診斷可信度。
超聲技術向醫療行業從業者提供了一個可以了解患者體内狀況的動态窗口，且無已知副作用，因此長久以來都是醫療行業的一種重要診斷工具。現在，超聲技術已經發展出了無數診斷監控用途，從孕期評估到心髒功能檢查，從穿刺到最近的檢測肺部新冠病毒感染症狀。
掌上超聲設備愈發經濟實惠，價格從幾千美元到一萬美元不等，再加上超聲波的廣泛用途，在部分外科專家眼中，超聲診斷已經成了臨床診斷中繼視診、觸診、叩診、聽診後的第五種診斷方法。除通用電氣醫療集團外，其他制造商，如飛利浦、西門子，還有一部分小公司也都推出了超便攜式超聲系統産品。
英國北安普敦綜合醫院（Northampton General Hospital）重症監護與麻醉科醫師Jonny Wilkinson說道：“（通過超聲系統），你能直接看見體内情況，然後做出有根據的推測，而不是靠耳朵聽或靠感覺。新冠病毒肺炎疫情更凸顯了這些便攜系統的作用，促進了掌上超聲設備的發展。”他還教其他人如何使用設備，自己也在網上撰寫了新型超聲設備的評測。
美國明尼蘇達州羅切斯特梅奧醫學中心（Mayo Clinic in Rochester,MN,USA）的臨床醫學内科醫生、醫學教授Anjali Bhagra說：“醫療行業都開始采用超聲系統，讓醫生能臨床觀察患者體内情況。當我生病時，我可不想讓醫生猜來猜去。我希望他們能得到最全面的信息，由此在治療過程中做出正确決定。掌上超聲設備真的能實現這一點。”
通用電氣醫療集團的Vscan Air經過專門設計，可以連接至裝有蘋果或安卓系統的手機或平闆。該産品的兩端采用了差異化設計，其中一端為直線探測器，另一端為弧形探測器（圖1）。兩端的差異化設計能滿足多種影像需要，從而在單個設備上實現多樣化的臨床功能。與大多數超聲系統（包括昂貴的大型推車式超聲系統）一樣，其探測器都通過壓電晶體振動将電流轉化為聲波。除了壓電晶體振動設計外，最值得一提的是iQ+手持超聲設備，該設備由位于美國康涅狄格州吉爾福德的Butterfly Network公司設計制造。iQ+有線手持探測器，通過專利矽芯片技術（“芯片超聲技術”）進行高頻輸出（圖）。
圖.（a）Butterfly Network公司的iQ+超聲系統為有線手持設備，即通過數據線與手機連接。（b）設備的一端包含産生超聲波的矽芯片，其中9000個微型傳感器組成了一個二維陣列（移除探測器頂部外殼後可見）。該技術使得設備在同一端可進行線性和弧形探測。（c）外科醫生使用iQ+對患者進行檢測。來源：Butterfly Network公司授權。
西班牙馬德裡普爾塔·耶羅大學醫院超聲内科主任、智者阿方索十世大學副教授Yale Tung-Chen說：“新冠病毒肺炎疫情期間，醫生在手持超聲系統的幫助下可以快速檢查患者的肺部，而不用去醫院，由此降低了病毒傳播和感染的風險。疫情剛開始的時候，因為手持超聲設備便于攜帶和消毒，我就開始用它檢查自己的肺部情況。”他和同事通過對51位疑似感染新冠病毒肺炎的患者進行了研究，結果顯示，在檢測與新冠病毒有關的肺部病變效率方面，Butterfly iQ手持探測儀與X射線計算機斷層掃描技術相同。
進一步研究顯示，在很多醫學實踐中，手持超聲設備的效果可以媲美精密、昂貴的大型超聲設備。最早追溯到2011年，即通用電氣醫療集團發布第一款手持設備Vscan一年後，一家急診室的研究表明，手持設備Vscan在創傷評估過程中取得的影像效果可以趕上放射科醫生采用的常規大型超聲設備。而到今日，手持超聲設備在患者分類與監護中的價值已經得到廣泛認可。Bhagra說道：“如果能更快地拿到診斷結果并開始治療，我或許就能讓一個患者在6 h後出院，而不再需要花上一到兩天時間。我或許還能救下那些因為診斷不及時而失去生命的患者。”
外科醫生使用多種手持探測儀和手機軟件來治療患者，這也引發了對系統層面的擔憂。比如，許多手持超聲設備的制造商提供的安全雲端儲存有時不能與醫院現有的存儲系統兼容。醫院管理人員感到擔憂，因為外科醫生下班以後會将手機帶回家。Wilkinson說道：“如何管理手持設備以及該類設備上的，比如何協調早已建立的中心化超聲系統更令人擔心。這是個大問題。”
在網絡連接差、資源匮乏的情況下，實踐證明手持設備可惠及那些原本難以甚至無法享受超聲診斷的人群。最近，在非洲的一個資源受限的急診室中，Butterfly iQ設備證明了其在多種情況下的有效性。然而，作者注意到，雖然這些問題大部分都可以克服，但圖像質量比推車式系統要差，探測器連續使用時會出現過熱現象，以及過于依賴互聯網雲儲存等，這對設備的使用是不利的。
英國倫敦帝國理工學院醫療衛生NHS信托機構旗下聖瑪麗醫院的婦産科醫師Pippa Letchworth稱，抛開設備的便利性，最新的手持設備在惡劣環境和資源短缺地區反而會帶來困難。她與無國界醫生組織為全世界患者提供手術，她說：“手持超聲設備極為廣泛的用途可以拯救更多的生命。但是，在中低收入國家，設備是常常連不上網的。對我來說，探測器還需要更牢固一點，更耐摔一點，而且對網絡連接要求低一點，并隻需要偶爾充電。”
Vscan Air的賣點之一就是軍用級抗摔标準，其設計能保證設備從一米高摔落而不損壞。而就每次充電的掃描時間來說，無線手持超聲設備平均使用時長在一個小時左右。各種評測和研究中常常提及設備過熱導緻探測器連續使用時間受限的問題。考慮到無線型号的探測器都會内置電池，出現過熱問題并不奇怪。
另一方面，由于推車式超聲系統可以使用大量算力進行圖像處理并實時進行多種分析，因此人們認為推車式設備的圖像質量優于手持式設備。對于許多場景來說，這樣的圖像質量區别并不重要。美國急診醫師協會（American College of Emergency Physicians）2018年政策聲明，手持超聲設備的圖像質量可以與推車式超聲機器相媲美。此外，2019年一項系統性研究評測将手持式設備圖像和高端超聲機器相比較，發現兩者的圖像質量都很好。然而，Bhagra強調：“有了即時手持式設備，我很感興趣能否在床邊治療患者時進行即時決策，并由此根據傷檢分類提供最好的治療。舉個例子，我們并沒有奢望這些設備能取代精密的超聲心動圖檢查，或能計算負載的流向動态。”
Wilkinson說，相比推車式系統，手持設備的另一個好處是啟動快，沒有複雜的啟動程序。大多數設備的用戶界面都采用了現代智能手機的點擊、劃動、捏合等手勢進行操作，非常方便。而且最新手持設備所擁有的強大軟件和基于人工智能（AI）的功能，可以自動計算膀胱容量和射血分數（表示每次心跳一個心室能泵出多少血液）等重要特征，并實時顯示當前圖像質量，讓經驗并不豐富的使用者也能取得與診斷相關的圖像。
Tung-Chen說道，即使如此，大多數手持超聲設備的重點之一還是用戶體驗。“新冠病毒肺炎疫情期間，手持超聲設備得到了廣泛使用，且由于工作原因或個人興趣，許多外科醫生也在學習如何使用這些設備。考慮到多數醫院都可以使用手持超聲設備，推廣這項技術的最大阻礙并非設備本身，而是缺乏如何有效使用設備的知識。”
Bhagra的工作之一就是将超聲技術融入醫療培訓中。她帶領團隊進行了一次實驗，讓所有梅奧醫學中心第一年入學的學生能夠使用個人超聲手持設備。“将即時超聲設備發放到學生手中，對于學生熟悉并學習如何用設備至關重要。”
Bhagra說道，幸運的是，這些設備由于自身的便利性和數字化圖像處理能力，可以用于教學。“你可以盡可能地去教，将即時超聲融入直播教學中。”她預計，手持超聲設備在未來醫療中将變得愈發重要。“随着設備的不斷小型化、精細化，以及數字化處理能力的提高，再結合AI診斷算法，手持超聲設備将會永遠改變我們的學習和醫療實踐方式。”
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