用超声波粉碎肿瘤，手术只有短短 10 分钟左右，术后当晚即可进食，两名患者一名达到"肿瘤消除"，一名病情已控制可继续等候移植。近日，这一来自香港大学医学院的消息让十分前沿的超声波组织碎化技术走入公众视野。
超声波在医疗领域的应用已有几十年历史。从消炎去肿、胎儿监测，到清除血管内壁斑块、粉碎肿瘤，超声技术在与其他学科的融合中，不断开拓着医学前沿应用。它的前世今生有哪些故事？在临床治疗和诊断上有哪些最新应用？本期特邀上海医学超声领域专家撰文介绍。
——编者
超声检查相比于X射线、CT 等成像技术，具有无辐射的优势，因此特别适用于需要频繁监测的情况，尤其在孕期观察胎儿方面具有不可替代的优势。产科和妇科也正是超声波最早用于医学诊断的领域。
1958 年，苏格兰医生伊恩·唐纳德与同事一起开始探索超声在产科的应用，他们是超声医学成像应用领域的先驱。通过与工程师和技术人员合作，他们利用原本用于船舶货物探测的声呐探测技术，开发出了用于观察胎儿的医用超声诊断技术——它可提供关于胎儿发育状况的重要信息，包括检测与评估胎儿健康、诊断某些并发症。
这些早期实验标志着超声技术在医疗诊断领域应用的开端。随后，超声技术迅速扩展到其他医学领域，如心脏病学（用于心脏的成像，即心脏超声）、泌尿科和内科等，成为一种无处不在的诊断工具。
超声提供的诊断图像具有实时、动态的特点，这对评估身体器官的功能（比如心脏的泵血功能）、监测血流情况至关重要。这种实时成像功能也让超声在引导微创手术和治疗过程中扮演着关键角色。
这一技术的推广应用也对医务人力资源提出了一定要求。超声医生需要掌握如何正确地放置和移动探头（换能器），以获得最佳成像结果。实时成像增加了操作的复杂性。例如，在胎儿监测中，可能需要长时间持续监控，这要求持续不断的专业人员参与。因为需要实时调整和解释图像，医生还得具备解读超声图像的专业知识，尤其在实时成像中对动态过程进行诊断，更需要对相关解剖结构和疾病状态有深入理解。
基于这样的高要求，超声医疗资源供需短缺普遍存在，尤其在边远、欠发达地区更为显著，有经验的超声医生异常短缺。这一短板能否通过新技术来弥补？
21 世纪初，国际空间站项目启动。微重力环境会对宇航员的健康状况造成诸多影响，如肌肉逐渐萎缩、骨质流失速度加快、心脏形状和血液分布改变等。如何在长时间的太空飞行中监测宇航员们的健康状况？由于设备相对轻便，且不产生辐射，超声成为宇航员健康监测和研究的重要工具。
通过远程通信技术，空间站内的宇航员可在地面医生的指导下对自己进行超声检查，然后将相关图像数据发送回地面，供医生进行诊断。这一特殊应用场景便是远程超声技术的早期雏形。
随着互联网和数字成像技术的发展，远程超声已从空间站走向民用医疗并快速发展。远程超声，也称为遥控超声，专家通过网络远程遥控或指导操作人员采集超声图像、查看并协助图像解读。远程超声技术极大提升了偏远地区获取专家支持的便捷性，显著优化了医疗资源的分布，为灾害地区、高危地区等复杂环境下的超声应用提供了有力支持。
尽管远程超声在医疗领域的应用取得了显著进展，但其发展仍受到专家资源及现场操作人员经验的限制。人工智能（AI）与机器学习技术的发展，可提升远程医疗的准确性和可及性。AI 系统可提示操作者如何调整探头位置来捕捉最佳图像，甚至自动调整扫描参数，从而降低了对操作者技能的要求。同时，先进的图像处理算法可自动优化图像质量，让千里之外的专家能够更清楚地识别图像并作出更精准的解读。而且，AI 还能快速自动分析超声图像，识别异常情况，提供初步的诊断建议，减少医生工作量、缩短人工分析图像所需时间，加快诊断过程，提高诊断准确性。
柔性超声技术是近年来超声技术领域的另一项创新发展。与传统超声设备相比，这种超声系统由可弯曲的柔性材料设计而成，通常被制作成薄薄的贴片或可穿戴设备，以适应人体的各种曲线和形状，更好贴合患者的身体部位，如腕部、颈部或胸部，便于长时间监测。因此，它更适用于怀孕期间胎儿健康检测、心脏病患者连续心功能监测等。
随着粘合材料的不断改进和创新，柔性超声贴片能够牢固地贴合于皮肤长达 14 天之久。在 14 天的监测期间，贴片会记录下海量超声图像信息。
复旦大学副校长、信息科学与工程学院电子工程系汪源源教授表示，柔性可穿戴超声将是人工智能赋能生命科学、材料科学、集成电路等领域产业技术变革的重要发力点。当前复旦大学正在围绕 AI for Science 战略开展前瞻布局和前沿探索，去年上线了中国高校规模最大的云上科研智能计算平台 CFFF，利用 AI 的高效数据处理和分析、自动识别异常数据能力，医生能够为患者提供更加精准的个性化健康建议。
（作者为复旦大学附属中山医院心脏超声诊断科主任医师）
作者：陈海燕
文：陈海燕图：视觉中国编辑：刘琦责任编辑：许琦敏
