醫(yī)學成像的未來

Ｍａｒｋ　Ｎａｄｅｓｋｉ　方　進

醫(yī)療保健個性化

對于醫(yī)療保健提供商及患者，技術進步使得醫(yī)療保健個性化逐漸在下面幾個方面成為現(xiàn)實：控制慢性病、預測大病，讓患者在舒適的家中渡過其生命的最后時間。這些先進的技術也使得醫(yī)療保健成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠帧Ｏ旅媸蔷唧w的例子。

·具有嵌入式裝置且能夠探測出潛在身體問題的衛(wèi)生間設備。例如：一個能夠?qū)δ蛞哼M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。另一個例子是能夠探測體重或身體脂肪突然變化的衛(wèi)生間體重磅秤。這些設備可以自動將數(shù)據(jù)上傳給患者的醫(yī)生，并根據(jù)醫(yī)生事先的設定來為患者安排就診預約。

·視網(wǎng)膜掃描儀的診斷設備可以和患者現(xiàn)有的消費類電子產(chǎn)品(如數(shù)碼相機等)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醫(yī)務人員。

·鬧鐘能夠提醒某人起床和按計劃到醫(yī)院就診，也許就是基于家庭中其他醫(yī)療保健設備收集起來的信息，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“個人局域網(wǎng)(PAN)”新的含義，在該局域網(wǎng)中的多種家庭設備會定期和無創(chuàng)傷地監(jiān)控和記錄一個人的生命特征。

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

·在遠程手術中，世界知名的專家可以利用全息圖像指揮遠在千里之外的手術機器人進行手術。

·在虛擬地點呼叫中，醫(yī)生使用了視頻會議以及面向家庭的診斷設備(例如：便攜式超聲波系統(tǒng))。對于那些無法看醫(yī)生(也許因為臥床不起，患有醫(yī)生恐懼癥，或者交通條件較為有限)的患者來說，虛擬地點呼叫也讓他們能夠享受到醫(yī)療保健。

醫(yī)學成像的發(fā)展

醫(yī)學成像技術的目標是想讓患者享受到更好的治療和關懷。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)在在采集點就可將X射線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，并且不會降低圖像的清晰度。

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

·超聲波設備的便攜性。在過去的幾年中，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備所代替，超聲波設備變得更加小型化。

·視網(wǎng)膜植入成為現(xiàn)實。南加州大學Doheny眼科研究所的研究人員正在研究人工視網(wǎng)膜技術，這種技術可以恢復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共同主題是：DSP的運用。DSP被用于那些對醫(yī)學界和我們的生活產(chǎn)生影響的許多應用領域。更為重要的是，這種技術仍然處于對醫(yī)學和醫(yī)療保健影響的初期階段。

遠程通信助力醫(yī)學成像

遠程醫(yī)療是醫(yī)學成像和遠程通信技術之間相輔相成的一個例子。視頻會議和被稱為臨場感的新型網(wǎng)真(telepresence)技術越來越多地被用于發(fā)達國家和發(fā)展中國家的醫(yī)療保健行業(yè)。視頻會議和網(wǎng)真技術通常和超聲波設備等醫(yī)學成像系統(tǒng)配套使用來實現(xiàn)遠程醫(yī)療應用。

DSP在遠程醫(yī)療中扮演一個關鍵角色。例如，DSP可提供支持視頻會議和遠程呈現(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線網(wǎng)絡上傳輸。DSP還可提供支持醫(yī)學成像所需的無損編解碼器必需具有的處理能力，低壓縮或無壓縮會影響圖像質(zhì)量，進而影響診斷結(jié)果。DSP的可編程特點可以讓其獲得升級，以支持新的編解碼器。

醫(yī)療保健的未來

有大量正在進行中的研究可能會在未來十年進一步提高醫(yī)療保健的服務質(zhì)量。例如，一家名為CNOGA的以色列公司，其產(chǎn)品運用視頻攝像頭來無創(chuàng)傷地測量生命特征，如血壓、脈率、血氧及二氧化碳水平，只需將攝像頭對焦在人的皮膚上便可。這種技術的未來應用可以帶來疾病的無創(chuàng)生物標志識別，例如：癌癥和慢性阻塞性肺病等。

其他研究包括以下幾方面。

·單片機超聲波設備。將一個八通道超聲波接收機體積壓縮成一個單片機實現(xiàn)了便攜式設計，但這一般會降低圖像質(zhì)量，這就限制了這種器件作為一種診斷工具的有效性。集成技術的最新發(fā)展通過減小信號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、接收、傳輸和處理鏈實現(xiàn)集成的單片機設計。反過來又讓所有超聲波設備類電子產(chǎn)品能夠安裝于探頭中，可以使用一種無線鏈路向顯示器傳輸信息。單片機設計還彌補了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備的接線。

·高強度聚焦超聲波(HIFU)。醫(yī)療保健的發(fā)展趨勢是降低醫(yī)療過程中的負面影響，例如縮小切口尺寸、縮短愈合時間、住院時間和降低感染風險。但和這種趨勢的其他方面不同(如機器人輔助手術等)，HIFU向著許多目前有創(chuàng)醫(yī)療手術程序的無創(chuàng)操作又邁進了一步。在不破壞周圍健康組織的情況下，使用直腸超聲波來殺死前列腺癌細胞便是一個例子。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程序，包括美容手術。

·MRI以外的超聲波。美國密蘇里大學的研究人員將使用3D圖像而非MRI切片成像來識別孩子面部特征和大腦結(jié)構(gòu)之間的相關性。這些聯(lián)系可能會讓醫(yī)生更早地診斷出自閉癥。并結(jié)合遺傳學進行診斷，以對這種病癥進行深入的研究。這種研究同至少兩種醫(yī)療保健發(fā)展趨勢相吻合：無創(chuàng)診斷的選擇和早期診斷的探索。后者特別重要，因為越早診斷自閉癥，父母和醫(yī)生也就能夠越早開展治療。

總有一天，技術將可以控制我們的慢性疾病，預測我們的病情惡化情況，并讓我們能夠舒適地渡過生命中最后的日子。