Vergleich eines preiswerten Handultraschallgeräts und eines großen mobilen Ultraschallsystems

Ultraschalltechnologie wird häufig zur Informationsbeschaffung eingesetzt, meist am Krankenbett des Patienten. Die erhaltenen Bilder werden als Leitfaden für den Eingriff (z. B. Platzierung der Mittellinie, Führung der Epiduralnadel) oder zur Diagnosestellung (z. B. abnormale Plazentation, Vorliegen eines Pneumothorax) verwendet. Da die Mehrzahl dieser Eingriffe und Diagnosen am Krankenbett durchgeführt werden, sollte das ideale Ultraschallgerät tragbar und leicht sein und in einem akzeptablen Preisbereich liegen. Unser aktuelles Ultraschallgerät (Sonosite - M turbo) liegt zwischen 15.000 und 20.000 Dollar, wobei die verschiedenen Sonden, die für die Aufnahme von Bildern in unterschiedlichen Tiefen des menschlichen Körpers erforderlich sind, nicht eingerechnet sind. Ein Großteil der Kosten ist auf die Ultraschallwandler zurückzuführen, die traditionell auf piezoelektrischer Technologie basieren. Solche Sonden funktionieren, indem sie Strom durch einen piezoelektrischen Kristall (typischerweise Quarz) leiten, der dann schnell vibriert und einen Ultraschallimpuls erzeugt. Die Herstellung von Kristallanordnungen ist schwierig und erfordert oft eine manuelle Fertigung. Darüber hinaus ist diese Technologie analog und erfordert nachgeschaltete Analog-Digital-Verarbeitungshardware. Zusammengenommen erhöhen diese Eigenschaften die Gerätekosten und schränken die breitere Verbreitung der Ultraschalltechnologie ein.

Kürzlich hat das Unternehmen Butterfly iQ einen tragbaren Ultraschall entwickelt, der es dem Arzt zu einem Preis von etwas unter zweitausend Dollar ermöglicht, mit einer einzigen Sonde Bilder zur Diagnose und/oder Verfahrensführung zu erhalten. Durch den Einsatz kapazitiver mikrobearbeiteter Ultraschallwandler (CMUTs) konnte das Unternehmen die Kosten und den Bedarf an zusätzlichen Sonden erheblich senken. Anstatt sich auf die Verwendung spezieller piezoelektrischer Kristalle (aktuelle Ultraschalltechnologie) zu verlassen, verwenden sie im Wesentlichen eine Mikrochip-Technologie, um die Vibrationen auszusenden, die zur Erzeugung eines Bildes verwendet würden. Butterfly Network hat ein CMUT-Bildgebungsgerät entwickelt, das allen geltenden FDA-Sicherheitsvorschriften entspricht (siehe Abschnitt II.C) und gleichzeitig aufgrund des integrierten Schaltkreisdesigns eine erhöhte Portabilität und eine Smartphone-basierte Bildüberprüfung in Echtzeit ermöglicht. Das Butterfly-Gerät wurde im Oktober 2017 von der FDA zugelassen. Die vorgeschlagene Studie wird die vom Butterfly iQ und unserem aktuellen Sonosite M-turbo US aufgenommenen Bilder vergleichen.