■傅昭儀

心血管疾病（CVD）是一類重要的慢性病，其病程長、流行廣、費(fèi)用貴、致殘致死率高，已被公認(rèn)為是嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題。我國心血管疾病患者已經(jīng)超過3.3 億，并且有逐年上升趨勢。心功能連續(xù)成像對于長期心血管健康評估、急性心功能不全檢測以及危重患者或外科患者的臨床管理非常有價值。然而，傳統(tǒng)的非侵入性心功能成像方法由于設(shè)備體積大，無法提供連續(xù)的測量，更不能對正在運(yùn)動的人進(jìn)行心臟成像，這限制了對很多心血管疾病的探查。

近年來，可穿戴電子的發(fā)展日新月異，很多國內(nèi)外課題組在做各種類型的可穿戴設(shè)備。但實(shí)際上，由于在傳播過程中受到人體組織和肌肉骨骼體系的阻擋，很多信號及能量會發(fā)生嚴(yán)重衰減。這導(dǎo)致大多數(shù)可穿戴電子設(shè)備只能探測和采集皮膚的淺表信號，而對電生理、電化學(xué)、血流動力學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)信號等與疾病具有更強(qiáng)相關(guān)性的深層組織信號卻很難探測到。

近日，美國加州大學(xué)圣地亞哥分校（UCSD）徐升教授團(tuán)隊(duì)在《自然》期刊上發(fā)表了論文，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種可穿戴超聲貼片，即使在佩戴者移動時也能對心臟進(jìn)行連續(xù)成像。成像儀體積小，大約是一張郵票的大小，可以黏附在人體上，而無需握住或需要煩瑣的固定。它具有與皮膚相似的彈性，因此對用戶的日?；顒佑绊懞苄　?/p>

該研究主要分為3 個階段。

第一階段，實(shí)現(xiàn)可穿戴超聲成像。該論文第一作者胡鴻杰說：“B 超成像是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域非?；荆浅Ｖ匾囊环N技術(shù)。”因此，該團(tuán)隊(duì)在很早之前就設(shè)立了實(shí)現(xiàn)可穿戴超聲成像的科研目標(biāo)。之后，他們通過加工工藝、設(shè)計(jì)、電極材料等系列創(chuàng)新，逐步實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的B 超成像。

在研究的第二階段，研究人員找到了新型可穿戴成像儀的應(yīng)用場景——心臟超聲成像。胡鴻杰表示，心臟疾病具有突發(fā)性，因此需要長期監(jiān)測才能實(shí)時捕捉到患者的發(fā)病情況。通過該設(shè)備，可持續(xù)地提取患者在運(yùn)動及非運(yùn)動狀態(tài)時的重要心臟狀態(tài)信息，改變了傳統(tǒng)B 超無法實(shí)現(xiàn)在不穩(wěn)定狀態(tài)對心臟長期進(jìn)行動態(tài)成像的狀況。

第三階段，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種算法，以促進(jìn)連續(xù)的、由人工智能輔助的自動處理分析。具體來講，該設(shè)備可從連續(xù)的圖像記錄中自動提取左心室容量，生成關(guān)鍵心臟性能指標(biāo)的波形，如沖程容量、心排血量和射血分?jǐn)?shù)。這改變了以往應(yīng)用中只能檢測到一兩個周期參數(shù)的不確定性，幫助醫(yī)生解決了煩瑣的手動結(jié)果的過程，從而實(shí)現(xiàn)更容易、更準(zhǔn)確地解讀數(shù)據(jù)信息。

對此，美國加利福尼亞州洛杉磯Cedars Sinai 醫(yī)療中心心臟病專家David Ouyang 評論道：“我認(rèn)為這樣的設(shè)備在臨床上是有用的，甚至可以改變現(xiàn)有的檢測模式?！?/p>

可穿戴式超聲成像貼的免提連續(xù)操作為提高診斷的準(zhǔn)確性和病人的體驗(yàn)提供了許多可能性，為深層組織傳感開辟了新的空間。此后，該技術(shù)還可以推廣到其他深層組織的成像，例如下腔靜脈、腹主動脈、脊柱和肝臟等。并且，該設(shè)備還可應(yīng)用于一些疾病的輔助治療、輔助手術(shù)。