जब यह विचार आया तो जोशुआ ब्रोडर एक पिंग-पोंग बॉल को आगे-पीछे करने के लिए Wii हैंडसेट का उपयोग कर रहा था। ड्यूक यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर में एक आपातकालीन चिकित्सक, वह अल्ट्रासाउंड का उपयोग यह समझने के लिए करता है कि रोगी के शरीर के अंदर क्या हो रहा है, और घावों और बीमारियों का इलाज करें। लेकिन जो तस्वीर उन्हें मिलती है, जबकि वास्तविक समय में संचालित करने के लिए पर्याप्त रूप से, दो आयामी और पार्स करने के लिए कठिन है।
"मेरे हाथ में नियंत्रक वास्तव में एक सस्ती चीज है, " उन्होंने सोचा। "ऐसा क्यों है कि महंगे चिकित्सा उपकरण उस तरह की कम लागत वाली तकनीक का उपयोग नहीं करते हैं?"
ड्यूक और स्टैनफोर्ड के इंजीनियरों की कुछ मदद से, ब्रोडर 3 डी ने एक अल्ट्रासाउंड छड़ी के लिए एक शरीर मुद्रित किया, जो फोन या वाईमोट्स में पाए जाने वाले समान घर के एक्सेलेरोमीटर और गायरोस्कोप के लिए है। ये छोटे उपकरण, जो स्मार्टफोन क्रांति के लिए सर्वव्यापी और सस्ते धन्यवाद बन गए हैं, अपने फोन के कोण, स्थिति और अभिविन्यास को निर्धारित करने के लिए एक साथ काम करते हैं, इसलिए आप गेम खेल सकते हैं, स्क्रीन को सीधा रख सकते हैं और इशारों का उपयोग कर सकते हैं। अल्ट्रासाउंड की छड़ी से जुड़ा हुआ है, जो रडार की तरह अल्ट्रासाउंड का उत्सर्जन और प्राप्त करता है, वही सेंसर इसकी सटीक स्थिति को ट्रैक करते हैं। फिर, जैसा कि छवियों को लिया जाता है, सॉफ्टवेयर उस जानकारी का उपयोग करके उन सभी को तीन-आयामी फ़ाइल में एक साथ सिलाई करता है। एमआरआई या सीटी स्कैन की छवि गुणवत्ता के करीब नहीं होने पर आउटपुट, 2 डी अल्ट्रासाउंड छवि की तुलना में समझना बहुत आसान है, जो दानेदार और भ्रामक दिखाई दे सकता है।
ब्रॉउडर बनाने वाली अल्ट्रासाउंड मशीनें उन लोगों से अलग होती हैं, जो डॉक्टर अजन्मे भ्रूण की छवि का उपयोग करते हैं। जबकि उन कार्ट-आकार की मशीनें 3 डी छवियां प्रदान करती हैं, वे सैकड़ों हजारों डॉलर खर्च करते हैं, और बेहद पोर्टेबल नहीं हैं। ब्रोडर जो वर्णन करता है वह $ 25, 000 के लिए एक छोटे, 3 डी-मुद्रित लगाव, लैपटॉप के आकार की 2 डी अल्ट्रासाउंड मशीन है।
प्वाइंट-ऑफ-केयर अल्ट्रासाउंड, जिसमें डॉक्टर आगे की देखभाल की जानकारी देने के लिए एक शारीरिक परीक्षा के दौरान अल्ट्रासाउंड का उपयोग करते हैं, और अधिक सामान्य होता जा रहा है - एक बाजार जिसे पी एंड एस मार्केट रिसर्च 2025 तक प्रति वर्ष 7 प्रतिशत तक बढ़ने की उम्मीद करता है - लेकिन यह अभी भी एक अल्प संसाधन है क्रिस फॉक्स, कैलिफोर्निया-इरविन विश्वविद्यालय में अनुदेशात्मक अल्ट्रासाउंड के निदेशक का कहना है। वह आपातकालीन कक्ष से लेकर आंतरिक चिकित्सा तक, अल्ट्रासाउंड छवियों को कैसे कैप्चर करें और पढ़ें, इसके लिए विभिन्न प्रकार की विशिष्टताओं के लिए डॉक्टरों को अल्ट्रासाउंड तकनीक सिखाता है। फॉक्स का कहना है, "देखभाल की गुणवत्ता में सुधार तब होता है जब आप रोगी के अंगों को देख सकते हैं, जिन अंगों के बारे में आप चिंतित हैं, वहीं देखभाल के बिंदु पर, और वापस आने के लिए किसी अन्य परीक्षण की प्रतीक्षा नहीं करनी चाहिए।"
उदर में एक अल्ट्रासाउंड दृश्य एक चिकित्सक को बता सकता है कि क्या रोगी को आंत्र रुकावट, पित्त पथरी या अवरुद्ध गुर्दे का अनुभव हो रहा है, उदाहरण के लिए। सांस की तकलीफ को निमोनिया, छाती में तरल पदार्थ या दिल के आसपास तरल पदार्थ को जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। इन तरीकों से, डॉक्टर यह निर्धारित करने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर सकते हैं कि किसी मरीज को आगे इमेजिंग के लिए भेजा जाना है या नहीं। और वे अक्सर लेप्रोस्कोपिक सर्जरी और अन्य प्रक्रियाओं में सुई लगाने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग करते हैं जिन्हें सटीक प्लेसमेंट की आवश्यकता होती है, क्योंकि यह सुई की वास्तविक समय की छवि को ऊतक में प्रवेश कर सकती है।
लेकिन यह है कि जहां 2 डी अल्ट्रासाउंड मुश्किल हो जाता है; आप ऊतक के बहुत कुछ नहीं देख सकते हैं और यह vasculature, तंत्रिकाओं, मांसपेशियों और हड्डी को अलग करना मुश्किल है। “हम जो देख रहे हैं वह एक टुकड़ा है, और हमें अभी तय करना है, क्या हम इसे एक अनुदैर्ध्य विमान या एक अनुप्रस्थ विमान में देखने जा रहे हैं? यह उन दो विमानों में से एक के लिए प्रतिबद्ध होने के लिए भ्रामक है, ”फॉक्स का कहना है। एक अनुप्रस्थ दृश्य सुई को दर्शक की ओर आता हुआ दिखाएगा, और एक अनुदैर्ध्य दृश्य सुई को बगल से प्रवेश करता हुआ दिखाएगा, लेकिन इन दो आयामी विमानों में गहराई निर्धारित करना बहुत कठिन है, और इसलिए क्या सुई ठीक से स्थित है। "तीन आयामी अल्ट्रासाउंड यह व्याख्या करना बहुत आसान है कि यह वास्तव में असुरक्षा की इस परत को हटा देगा मुझे लगता है कि बहुत सारे डॉक्टरों के पास है, जब यह अल्ट्रासाउंड सीखने की कोशिश करने की बात आती है।"
अधिक सरल रूप से, 2 डी अल्ट्रासाउंड का उपयोग करना कठिन है। "यह उन लोगों के लिए कठिन है जिन्होंने तस्वीरों को लेने और उनकी व्याख्या करने के तरीके जानने से पहले कभी अल्ट्रासाउंड नहीं किया है, " ब्रोडर कहते हैं। "हम चाहते हैं कि यह एक ऐसी सहज तकनीक हो जो कई अलग-अलग चिकित्सा कर्मियों को लगभग बिना किसी प्रशिक्षण के तुरंत उपयोग कर सके।"
अमेरिकन कॉलेज ऑफ इमरजेंसी फिजिशियन रिसर्च फोरम में प्रस्तुत करते हुए, ब्रोडर ने बताया कि वह प्रौद्योगिकी के प्राथमिक कार्य के रूप में क्या देखता है: छोटे बच्चों में मस्तिष्क इमेजिंग। दो साल से कम उम्र के बच्चों में नरम खोपड़ी होती है, और अल्ट्रासाउंड सही देख सकते हैं, और हाइड्रोसिफ़लस का निदान करने में मदद करते हैं, जहां मस्तिष्कमेरु द्रव मस्तिष्क में दबाव का कारण बनता है। उन्होंने इसका उपयोग 7 महीने के बच्चे के मस्तिष्क की एक छवि को रिकॉर्ड करने के लिए किया, जबकि बच्चा अपनी मां की गोद में शांति से बैठा रहा। इसमें सीटी स्कैन की तरह कोई विकिरण की आवश्यकता नहीं थी, और बच्चे को एमआरआई की तरह गतिहीन या बहकाया जाना नहीं था। उन्होंने बस लड़के के सिर के पार छड़ी को पेंटिंग की गति में खींचा। दस सेकेंड में यह हो गया।
3D Slicer नामक ओपन-सोर्स सॉफ़्टवेयर तीन अक्षों और एक स्लाइडर के साथ परिणाम को स्क्रीन पर प्रस्तुत करता है जो चिकित्सकों को छवि को खोलने और एक क्रॉस सेक्शन देखने की अनुमति देता है। तकनीकी रूप से, यह 2 डी छवियों का ढेर है - उनमें से 1, 000 तक-एक-दूसरे के बगल में रखी गई हैं, लेकिन सॉफ्टवेयर उनके भीतर सुविधाओं की मात्रा का भी अनुमान लगा सकता है, जो ट्यूमर के निदान में विशेष रूप से उपयोगी है।
"जब आप अभी भी तस्वीर लेते हैं, तो यह केवल एक गतिशील डायनेमिक डेटा है।" “अपने कैमरे पर एक तस्वीर के सादृश्य के बारे में सोचो। एक बार जब आप तस्वीर ले लेते हैं, तो आप उसके साथ खेल सकते हैं, लेकिन अगर आपको वह कोण पसंद नहीं आया, जिससे आपने चित्र लिया था, तो आप उसे ठीक नहीं कर सकते ... जब आपको एक त्रि-आयामी डेटासेट मिल जाता है, तो वास्तव में उन सवालों पर बहुत नियंत्रण है जो आप पूछना चाहते हैं और आप उन्हें कैसे जवाब देते हैं। ”
यहां तक कि अधिक महंगी अल्ट्रासाउंड मशीनें सीटी या एमआरआई इमेजिंग की सटीकता की पेशकश नहीं करती हैं, न ही वे पूरे शरीर की छवि बना सकते हैं, लेकिन यह बात नहीं है, ब्रोडर कहते हैं। "हम लागत को लाइन में लाना चाहते हैं, " वे कहते हैं। “हम शायद बहुत अधिक सटीकता या सटीकता की आवश्यकता के लिए बहुत सी चीजें करके पश्चिमी चिकित्सा में पीड़ित हैं, और इससे लागत अधिक होती है। इसलिए हम जो करना चाहते हैं, वह ठीक वही है जो मरीज को चाहिए- अपनी सर्वोत्तम देखभाल के लिए आवश्यक स्तर का विवरण प्रदान करें। "
प्वाइंट-ऑफ-केयर अल्ट्रासाउंड सर्जेस के रूप में, ब्रोडर की टीम मशीनों को बेहतर बनाने की कोशिश नहीं कर रही है। जॉन्स हॉपकिन्स के डॉक्टरों द्वारा निर्मित क्लियर गाइड वन, एक छड़ी के लगाव का भी उपयोग करता है, लेकिन सुई लगाने पर नज़र रखने के लिए एक दृश्य प्रणाली को नियुक्त करता है, हालांकि यह उस एप्लिकेशन के लिए प्रतिबंधित है। और, जबकि यह केवल दो-आयामी अल्ट्रासाउंड प्रदान करता है, क्लैरियस जोड़े नामक एक उपकरण को पूरी तरह से कंप्यूटर से दूर रखने के लिए एक स्मार्टफोन को वायरलेस रूप से जोड़ा जाता है और मूल्य को $ 10, 000 से नीचे चला जाता है।
ब्रोडर के उपकरण का छोटा आकार और कम लागत इसे दुनिया भर के उन क्षेत्रों में उपयोगी बनाता है जहां बड़ी मशीनों का उपयोग करना असंभव है या नहीं। जीई ने सहमति व्यक्त की, ब्रोडर को 200, 000 डॉलर का पुरस्कार दिया गया। जैसा कि यह है, डिवाइस वर्तमान में नैदानिक परीक्षणों से गुजर रहा है, और ब्रोडर और उनके सहयोगी इस पर एक अंतरराष्ट्रीय पेटेंट रखते हैं। भविष्य में, ब्रोडर ने दिल की धड़कन की वास्तविक समय इमेजिंग प्राप्त करने के लिए एक ईकेजी के साथ डिवाइस को जोड़ने की कल्पना की। यदि ईकेजी से डेटा अल्ट्रासाउंड द्वारा ली गई व्यक्तिगत छवियों से मेल खाता है, तो आप कार्डियक चक्र के भीतर होने पर आधारित चित्रों को सॉर्ट कर सकते हैं। यह "4 डी" इमेजिंग दिल की बेहतर तस्वीरें दे सकता है, क्योंकि यह हृदय की गति के लिए क्षतिपूर्ति करता है, साथ ही साथ श्वास भी।
"हम बहुत कुछ वही काम कर सकते हैं जो महंगी 3 डी मशीनें कर सकती हैं, लेकिन बहुत कम लागत पर, " ब्रोडर कहते हैं। "हम इस अविश्वसनीय समय पर हैं जहाँ कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकियों ने वास्तव में सुविधा प्रदान की है कि हमने क्या किया है।"
