随着全球心肺疾病患者数量的不断攀升,临床对患者实时、连续、无创的监测需求愈发迫切。传统的肺部和心脏影像检查方法,例如CT扫描和X光,虽能提供详细的结构信息,但存在多次检测难以持续监控、检测过程中需将患者移送至设备前以及有辐射暴露风险等诸多局限。为解决这些瓶颈,英国巴斯大学与波兰科技公司Netrix联合开发出了一款可穿戴的超声计算机断层扫描(USCT)设备,该设备通过贴附于患者胸部的柔性带状传感器,能够长时间连续对心脏和肺部进行高分辨率动态成像,堪比传统CT扫描却完全无辐射,带来了心肺疾病管理的创新革命。该设备的核心优势在于实现了实时连续成像功能。传统CT扫描仅能捕捉瞬时的断层结构图像,难以反映心肺器官功能的动态变化,而穿戴式USCT通过采用大量分布式超声传感器阵列,结合先进的图像重建算法和深度学习技术,实时呈现肺部空气含量、肺泡结构变化,乃至心脏收缩舒张各阶段的细节,赋予医生更直观且全面的动态诊断信息。这种连续监控能力极为关键,尤其适用于心力衰竭、肺炎、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、肺水肿等重症患者的早期预警和疗效评估。
设备采用柔软、贴合皮肤的材料设计,确保患者在卧床休息时能够舒适佩戴,避免了传统影像设备带来的移动不便和等待过程中的不适,显著改善了患者体验。同时,该设备无线传输数据,能够与医院现有监测系统无缝集成,实现远程数据查看和智能分析。除此之外,免除辐射暴露无疑提升了设备的安全性,特别适合需要频繁监测的脆弱人群如老年患者和慢性疾病患者。巴斯大学工程断层成像实验室负责人Manuch Soleimani教授指出,这款设备可在心肺重症监护、术后恢复期、呼吸支持调节等治疗环节发挥巨大作用,改变医院患者管理的传统模式。通过实时掌握心肺功能的变化,临床医生能够更精准地调整呼吸机参数、判断病情进展,甚至提前发现潜在风险,降低抢救难度和并发症发生率。目前,该设备已完成了针对健康男性志愿者的初步人体测试,验证了其技术的可靠性和成像精度,计划未来将进一步扩大测试范围,涵盖女性患者和具体心肺疾病群体。
研发团队还积极探索将更多超声通道集成以提升图像分辨率,并计划扩大应用场景,诸如床边脑部超声成像,助力中风患者的快速诊断和治疗方案制定。相比现有的单次拍摄CT或X光,持续不断的精细动态监测为个性化诊疗提供坚实数据基础。设备结合AI智能分析将可实现自动识别异常征兆,辅助医务人员及时采取干预措施,提升临床治疗的整体效率与效果。除了医院环境,随访管理和家庭护理领域同样受益显著。心肺慢病患者可借助该设备实现远程居家监测,医生通过实时远程数据分析即可跟踪病情波动,避免因忽视早期症状变化而导致的紧急入院,实现医疗资源的优化配置,减轻医院压力。该设备代表了医学影像技术与便携式智能硬件深度融合的典范,是未来智慧医疗的重要突破。
据2025年发表于《IEEE仪器与测量汇刊》的论文详细介绍,超声计算机断层成像技术将通过非侵入式手段持续监测肺部空气及液体比例变化、心脏四腔室功能动态,结合深度神经网络实现实时图像重建与诊断支持。综合来看,穿戴式USCT设备凭借其非辐射、实时动态、舒适便携的优势,正在引领心肺动态监测进入一个全新时代。未来,随着临床试验的推进与监管认证的完成,预计将在全球范围内广泛推广应用,为心肺疾病的早诊早治提供强有力的技术保障,助力提升患者的生活质量和生命安全。不断创新的医学成像技术不仅丰富了临床工具箱,也推动了个性化医疗与智能健康管理的发展轨迹。可以预见,穿戴式超声计算机断层扫描设备将成为连接患者与医疗的智能枢纽,打造更加高效、精准与舒适的医疗服务体验。