Самодельный сканер УЗИ получил первые изображения



    От исследований сердца до первого взгляда на собственного ребёнка ещё до его рождения — всё это возможно благодаря ультразвуковому исследованию (УЗИ) или сонографии, одному из самых мощных неинвазивных инструментов современной медицины. Но это дорогое удовольствие. Сканер для УЗИ стоит до $100 000, так что такой аппарат есть даже не в каждой поликлинике. Активисты проекта Murgen решили исправить этот недостаток — и создать самодельный сканер УЗИ стоимостью менее $500.

    Murgen является форком проекта echOpen и ставит целью создание технологического набора для учёных, хакеров, мейкеров и активистов Open Source Hardware для использования ультразвукового сканирования.

    На странице проекта указано, что к настоящему моменту удалось спроектировать конструкцию основной электронной платы (схема, pdf) и сделать первый прототип. Плату физически протестировали и 28 марта 2016 года получили первое клинически годное изображение — это, правда, не ребёнок, а всего лишь презерватив, наполненный гелем на основе агара и шариками тапиоки.

    На иллюстрации можно сравнить изображения коммерческого и любительского сканеров УЗИ.



    Разработчики опубликовали список необходимых материалов (xls) и инструкцию. Самодельная установка со всеми деталями показана на фотографии.



    Удалось уложиться в бюджет €450, учитывая стоимость USB-осциллографа BitScope (€150), сенсора (€110), Trinket Pro / Arduino (€10), прочей мелкой электроники (€20).

    Репозиторий Murgen devkit на Github
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 69

      +4
      Круто!
        +4
        В принципе, в аппарате УЗИ нет ничего дорогого, если считать разработку бесплатной и никак не отвечать за результат. А вот дальше начинаются нюансы. Как и много где в областях, связанных со здоровьем и безопасностью.
          –1
          Именно по этому мы измеряем температуру тела сертифицированными градусниками по $50000 за штуку. В разработке градусника нет ничего дорогого, если считать разработку бесплатной и никак не отвечать за результат. А вот дальше начинаются нюансы. Как и много где в областях, связанных со здоровьем и безопасностью.
            +2
            Одно дело градусник, а другое — плохой сканер не определил микроразрыв связки и ты дальше ходишь. А потом получаешь полноценный разрыв.
              0
              Или никакого разрыва и не было (или был и сканер его определил), но само сканирование нанесло непоправимый ущерб здоровью.
            0
            В принципе, в аппарате УЗИ нет ничего дорогого

            Я приложу тут эту статью, там хорошо расписано, почему это не так.
            –2
            С одной стороны, круто, с другой, в медицинские аппараты тысячу раз проверены и то УЗИ не рекомендуют делать без причины (хотя и какой-то вред от УЗИ не доказан), а кто гарантирует что такой самодельный аппарат безопасен? Кто-то готов рисковать своим ребенком на непроверенном аппарате? Что будет если такой аппарат по ошибке выдаст ультразвук намного мощнее нормы?
              +1
              и то УЗИ не рекомендуют делать без причины

              Глупости. УЗИ безопасен совершенно, можете хоть каждые пять минут делать. На практике есть одна зона обследования, где нужно обязательно проверить мощность — сканирование глазных яблок. Теоретически еще транскраниальное, но на практике тут будете рады, если хоть что-то более или менее приличное через кость пройдет.
                –5
                Не совсем, мы же говорим о сканировании плода? Вот там были неподтвержденные незначительные последствия, вроде сильного волнения ребенка, более частое развития леворукости и т.п… Если у плода даже жабры развиваться, у него вполне может быть повышенная чувствительность к ультразвуку как у собак, а при самодельном аппарате вы можете просто ребенка оглушить. Я бы не стал рисковать с ребенком, пока такой аппарат не пройдет полноценные испытания.
                  +3

                  По данным ВОЗ, УЗИ при беременности безопасно: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19291813 Safety of ultrasonography in pregnancy: WHO systematic review of the literature and meta-analysis. / Ultrasound Obstet Gynecol. 2009 May;33(5):599-608. doi: 10.1002/uog.6328.


                  Ultrasonography in pregnancy was not associated with adverse maternal or perinatal outcome, impaired physical or neurological development, increased risk for malignancy in childhood, subnormal intellectual performance or mental diseases.
                    +1
                    Обычное — конечно, но раз говорится о

                    «According to the available clinical trials, there was a weak association between exposure to ultrasonography and non-right handedness in boys (odds ratio 1.26; 95% CI, 1.03-1.54).»

                    Слабой ассоциации с леворукостью, то значит какое-то влияние все же есть, будет ли безопасен самодельный аппарат, который может выдать ультразвук значительно выше нормы, это вопрос. И можно гарантировать что самодельный аппарат сделан с соблюдением всех мед.норм — тоже.
                      0

                      ассоциация != влияние или причинность.


                      Что означает odds ratio равный 1.26? Или в диапазоне 1.03-1.54? Насколько больше леворуких среди тех, кто подвергался УЗИ-исследованию (до 19-22 недели), по сравнению с обычной долей в популяции?


                      http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/uog.9055/pdf "Ultrasound in pregnancy and non-right handedness: meta-analysis of randomized trials" / Wiley Online Library. Ultrasound in Obstetrics & Gynecology, Volume 38, Issue 3, 2011, DOI: 10.1002/uog.9055


                      Conclusion There is a statistically significant – albeit weak – association between ultrasound screening during pregnancy and being non-right handed later in life…
                      In conclusion, there is a weak statistically significant association between ultrasound screening and being nonright handed, but this does not mean that there must be a causal relationship. The current biological understanding of handedness is limited and partly contradictory of the epidemiological evidence.

                      И да, безопасность самодельных приборов для здоровья и возможность их использования для постановки диагнозов нужно подтверждать.

                        +3
                        Да, а учитывая стоимость подобного подтверждения в результате цена может оказаться сопоставимой с дешевыми проф. аппаратами аналогичного качества.
                          0
                          Измерение мощности прибора такое сложное? Или у ультразвука есть какие-то более сложные аспекты влияния на здоровье, чем мощность?
                            +1
                            Это медицина, надежность приборов там уступает разве что космической области. Мощность может поменяться если произойдет короткое замыкание, измениться напряжение в сети, из-за ошибки в программе. Все не так просто, да можно сделать спутник условно за 500 баксов вместо миллионов, и какое-то время он проработает, вот только сделать спутник с надежность в 99.99...9% на время его службы в космосе это уже совсем другие технологии и тестирование.
                              0
                              О надежности медицинского оборудования https://www.youtube.com/watch?v=2o8MDCIlOEk
                                0
                                Ну, я ж и говорю, градусники должны стоить по $50к за инсталляцию и использоваться только сертифицированными профессионалами.
                                  0
                                  Именно. :)

                                  А если серьезно, то истина как всегда где-то посередине, с одной стороны, было время когда больным прописывали радиоактивную воду, потому что никто не заморачивался сначала проверить последствия влияния радиации на человека (тоже утверждали что ничего страшного), с другой стороны, те самые градусники за 50k. А правда в том, что и без сертификации и клинических проверок нельзя применять любое лечение, так и перегибать палку в пользу мед.компаний тоже глупо.
                      +1
                      >более частое развития леворукости

                      «Вы так говорите будто это плохо» =) — среди персон удостоенных упоминания в энциклопедиях левшей больше, чем «в среднем по больнице» ;)

                        0

                        Все же неудобно в жизни. Все рукоятки и приборы под правшей. Я амбидекстр, как и старший сын. Затачивается сознательно именно на правую руку.

                          0
                          Я левша, но т.к. в моем детстве педагогическая мысль еще не дошла до того, что не стоит насиловать нестандартных представителей популяции, тоже пользуюсь, с переменным успехом, обеими руками =)
                            0
                            О, всегда была интересна эта тема. Расскажите, пожалуйста, амбидекстры вообще левой половиной тела хорошо владеют или только рукой? Драться в левосторонней стойке, прыгать с левой ноги, бить по мячу получается так же, как и справа? Не бывает «зависаний», когда думаете, какой рукой взять предмет?
                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                0
                                Правша, тоже стрелял из ружья с левого плеча, по школе брал первое место. Зрение было хорошее у обоих глаз, без каких либо отклонений, но целится удобнее было левым.
                                0
                                Как амбидекстер отвечу, правда не знаю насколько я настоящий, писать левой рукой научился во взрослом возрасте, после того понял что удобнее прыгать с левой ноги. Кто я на самом деле от рождения правша, переученный левша или чистый амбидекстер не знаю.

                                >> амбидекстры вообще левой половиной тела хорошо владеют или только рукой?
                                А там вообще весело, прыгал в высоту с левой ноги, хотя с правой получалось не сильно хуже. На самом деле, каждая рука и нога привыкает по разному, то есть их нужно тренировать отдельно и письму и ударам по мячу, просто это быстрее, чем с нуля. Например, играть в теннис левой рукой так и не научился (точнее можно, но получалось намного хуже, чем правой), но я особо и не пытался, в бильярд обоими руками играю практически одинаково.

                                >> Не бывает «зависаний», когда думаете, какой рукой взять предмет?
                                Нее, руки работают автоматически, да и не амбидесктеры могут брать предмет обоими руками. Можно перепутать и взять ракетку левой (которая слабее играет), но это сразу замечаешь.
                          0
                          Есть и те и другие мнения ученых. Скорее всего в некоторых случаях таки могут быть побочные эффекты.
                            0
                            «УЗИ безопасен совершенно» потому что аппаратура настроена с учетом ограничения на количество передаваемой энергии. И даже с учетом этого вполне реально например повредить сердце кардиологическим сканером перегрев определенные участки (сказал из личного опыта). Поэтому не советовал бы самодельностью заниматься без специального образования. О чем говорит класс опасности на всех УЗ аппаратах
                            0
                            не путайте damage с liability.

                            Прямой ущерб пациенту от УЗ, кожная инфекция от плохо поддающегося стерилизации самодельного зонда или царапина от него же — это damages. Это мелочи.

                            А вот ошибочный диагноз или недиагностирование проблемы — это liability. В РФ предусматривается ст. 293 УК.
                              –2
                              Я не путаю, я говорил о сканировании ребенка и не доказано, что ультразвук не может вызывать неприятные эмоции у плода, а если сила звука будет слишком большой последствия для дальнейшего развития ребенка неизвестны…
                                0
                                Точно так же не доказано что оно не вызывает и землетрясения в Японии.

                                Почему вы думаете что оно вообще должно вызывать какие-то неприятные ощущения, большие, чем, например, ЭМГ-излучения от окружающих предметов или, например, вибрацию от поезда метро на глубине 40 метров под землей?

                                Доказанная польза от УЗИ в разы перевешивает все спорные и недоказанные манипуляции с цифрами от сторонников теорий заговора.
                                  +5
                                  ГМО-фобия, боязнь прививок, а теперь еще и это?
                                  Мир катится в тар-тарары…
                                  Не удивлюсь, если скоро найдутся люди, которые будут утверждать, что температуру измерять опасно.
                                    +7
                                    Конечно опасно, если это ртутный градусник сделанный школьниками-самоделькинами из подручных материалов.

                                    Я НЕ ГОВОРИЛ что современные аппараты УЗИ опасны, я говорил что ЛЮБОЙ медицинский аппарат должен проходить исследование и сертификацию, на то что он излучает в допустимых диапазонах, на то что он не влияет на кардиоимпланты, на то что его материал не вызывает кожной аллергии, что предусмотрены все меры против передачи кожных инфекций. Нельзя просто взять собранный в гараже аппарат и использовать его в медицине. А сертификация и клинические исследования могут привести к тому что он будет стоит в несколько раз дороже и будет сопоставим по цене с существующими аналогами. Ультразвуком, камни в почках можно раздробить, кто гарантирует что собранный в гараже аппарат не перемкнет и он не выдаст подобную мощность туда куда не надо? Кто будет отвечать за непроверенный аппарат?
                                    0
                                    Нельзя доказать отсутствие чего то.
                                +3
                                Коммерческий — это какой-то старый Siemens Acuson, судя по фотографиям? Только тут они над ним надругались, вставьте лучше вот эту
                                Заголовок спойлера
                                https://github.com/kelu124/murgen-dev-kit/blob/master/worklog/Images/Session_6/Fantom2+Scan.png

                                где разница немного лучше видна. С клиническим изображением они все-таки поспешили пока, диагноз по такой картинке не поставить (разве только определить наличие/отсутствие органа :)).

                                Сейчас есть уже достаточно много фирм, выпускающих разнообразные портативные аппараты узи. В том числе специально для разработчиков, где можно играться с внутренним устройством, получать raw data напрямую и т.д. За несколько тысяч вполне можно достать. Значительная часть стоимости в больших аппаратах все равно приходится на transducer'ы.
                                  0
                                  Не пытаясь сильно спорить, скажу лишь, что, например, образования желчного пузыря таким сканером, думаю, можно определить и измерить. Конечно любительскому проекту пока далеко до зрелых коммерческих продуктов, но сам факт радует и обнадёживает.
                                    +1
                                    например, образования желчного пузыря таким сканером, думаю, можно определить и измерить

                                    Не знаю, я бы не взялся. Нет, если там здоровенный булыжник из чистого кальция, то наверное можно будет сказать — да, что-то есть. Но обычно это даже на больших современных аппаратах — удовольствие небольшое (про измерение даже начинать не буду).
                                  +2
                                  Все зависит от того как это позиционировать — одно дело — просто умиротворенно помедитировать наблюдая за будущим отпрыском не выходя из дома, а другое — использовать такие поделки для самодиагностики — это на уровне «Лоботомия для чайников» и т.п.
                                    –2
                                    Ну зачем же самодиагностика? Изображения отсылаются на сервер, там они анализируются программой и ставится автоматический диагноз. Программа же может и подсказать куда двигать зонд и где задержать дыхание. Пока звучит диковато, но через пару десятилетий квалификация таких программ будет значительно выше квалификации среднего узиста. Значительно выше. Число врачебных ошибок будет меньше а диагностика доступнее. Надеюсь.
                                      0
                                      В идеальном варианте — да. Обнаружился намек на проблемы — направление на доп. обследование. Например, неинвазивный анализ крови, типа http://biopromin.info/ (не понимаю что мешает им выпустить отдельно набор датчиков к компу/планшету/телефону и продавать сервис экспресс-диагностики — явно выиграют за счет оборота)
                                        0
                                        Угу, в этом направлении и должны двигаться всякие носимые гаджеты и фитнесс-трекеры. На руке пульсометр-шагомер с постоянной статистикой, в шкафу набор приборов для простейшей ежемесячной диагностики (автоматические анализаторы крови, мочи, узи). Если что не так — тебе об этом автоматически подскажет система по подписке, либо удаленный врач, которому оформляется платная заявка на осмотр по вебке. Даже если будут ошибки, это все равно куда лучше чем то, что есть сейчас. На болячки без видимых симптомов просто забивают годами, а потом люди в возрасте 50+ внезапно ломаются и попадают в свой персональный ад.

                                        Заменой настоящему врачу это, конечно, не будет, но зато у них появится отличная лайфтайм-статистика по основным показателям (о чем врачи, кстати, мечтают уже очень давно), да и дергать «живых» специалистов из-за синяка или простуды станут намного реже.
                                      –3
                                      Когда уже домашний ренгеновский аппарат появится? Чтоб не ходить в травмопункт при любом подозрительном растяжении.
                                        0
                                        Идеально было бы, чтоб появился домашний аппарат МРТ
                                          +3

                                          Осталось понять где хранить жидкий гелий для сверхпроводящих катушек.

                                            0
                                            В холодильнике, где-ж ещё! :-)
                                            0
                                            У МРТ много противопоказаний, лучше доверить инструмент врачам
                                              0
                                              Если иметь компактный МРТ для съемки конечностей, то вряд ли он сможет повлиять на работу кардиостимулятора.
                                            0
                                            Рёнтгеновский аппарат самодельный совсем несложно сделать. Да их и делают периодически. Только толку от него мало, особенно, при растяжениях. ЯМР бы… (или, по новомодному, МРТ). Вот это — вещь!
                                              +2
                                              Несложно еще получить серьезнейшие дозы рентгена от своего самодельного аппарата, вплоть до ампутации конечностей, которые туда для фотографий костей засовывают незадачливые изобретатели.
                                                –1
                                                Ну, это другая проблема. В быту имеется довольно большое количество способов убиться или покалечиться. И почти любым из них какой-нибудь незадачливый изобретатель да воспользовался.
                                              0
                                              давно уже есть даже самодельные рентгеновские томографы
                                              А уж незабываемый Сифун хорошо так засветился рентгеновской трубкой дома, поймав на нее чуть ли не несколько десятков зиверт.
                                                0
                                                Была же попытка у школьника собрать что-то подобное, он там еще на холодильник луч направлял. И потом с лучевым ожогом руки его госпитализировали, насколько помню.
                                                  +3
                                                  Рентгенаппарат при наличии прямых рук сделать очень просто. Но облучиться от него до довольно тяжелых последствий — ещё проще. Как минимум, сначала надо выучить матчасть, чтобы от зубов отскакивало, обзавестись сцинтилляционным радиометром (поскольку счетчик Гейгера для рентгена подходит плохо), поверенным на сверхмягкое фотонное, и парой-тройкой центнеров свинцовых кирпичей. А уже только потом брать в руки рентгеновскую трубку.
                                                    0
                                                    Тогда же, когда и домашний ядерный реактор.
                                                      0
                                                      Так было же уже: habrahabr.ru/post/165519
                                                      0
                                                      А какое немедицинское может быть применение? Что-то с ходу не могу придумать. Медицинское мне абсолютно ни к чему, все равно результаты интерпретировать без врача не смогу.
                                                        0
                                                        Элементарно. Ультразвуковые дефектоскопы. Правда точность для них вроде бы пока недостаточно, но трещину внутри бетонной стены, например, заметить должно быть возможно. Да и арматуру/проводку вероятно тоже (хотя утверждать не буду, в теме не силён)
                                                          0
                                                          В тех местах Америки, где распространены «картонные» дома — распространены и ультразвуковые искатели деревяшек под слоем гипсокартона, чтобы знать, куда вбивать гвоздь для картины.
                                                          Собственно, это оно и есть. Разве что вместо дисплея пищалка a-la миноискатель.
                                                            0
                                                            Вроде бы деревяшку можно элементарным простукиванием найти. Про картон не скажу, вживую таких домов не видел, но в детстве на даче со стенами из брёвен обитых фанерой (соответственно с огромными полостями между ними) так находили места где фанера примыкает к бревну без проблем.
                                                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                +2
                                                                Ну, примерно так — но при простукивании гипсокартона на нём ямки образуются :-)
                                                            0
                                                            Так же, как и у прибора для снятия кардиограммы, результат может быть отправлен врачу для написания диагноза.
                                                            Тоже самое, наверное, возможно и для домашнего УЗИ, и для домашнего рентгена. И для МРТ домашнего тоже. ))
                                                              +1
                                                              Кардиограф, кстати, тоже сделать легко, главное — иметь очень малошумящие микросхемы и тщательно всё экранировать. Там нужна точность до сотен микровольт и очень большое сопротивление по входу. Малейший шум на схему или шунтирование токов сердца входом прибора — и вместо кардиограммы бред. Питать только аккумулятором, никаких БП.
                                                                0
                                                                АЦП с дифференциальным входом и большим диапазоном синфазных напряжений существенно упрощает задачу борьбы с помехами в таких задачах даже без тотального экранирования и заземления.
                                                            0
                                                            Замечательно! Я тоже думал некоторое время назад над такой же идеей. Планировал взять за основу сканер от старого сименса с вращающейся головкой. Да так ничего и не сделал. Вроде даже подобрал подходящую б/у головку на ебее. Как оказалось, ничего там сложного нет, даже если делать не с сервой от авиамделей, а с полноценным барабаном и акустической линзой. Принцип обычного импульсного радара.
                                                            Вот фото, стянутое с форума по ремонту медизделий:

                                                              0
                                                              Интересно… А какая там частота оцифровки… хотя бы порядок величины…
                                                                +2
                                                                Скорость звука в воде приблизительно 1500 м/с. Чтобы получить 1 мм на точку, необходимо иметь разрешающую способность по времени 1 мм/1500000 мм/с = 0,67 мкс. Т.е. как раз 1,5 МГц — частота дискретизации АЦП. На самом деле, конечно, лучше мегагерц 30-50.
                                                              0
                                                              Давно ведь есть коммерческие портативные USB-УЗИ девайсы. Подключаешь к ноутбуку и запускаешь соответствующее ПО. Например, дельфинов или китов в океанариумах так обследуют.

                                                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                              Самое читаемое