声学技术行业应用之医疗领域（上）

声学技术是一门研究声音的物理、工程和应用的学科，它的应用范围涵盖了从音乐到工业制造等多个领域。然而，在医疗行业中，声学技术的应用却有着特殊的重要性。

声学技术在医疗方面最伟大的贡献之一是实现了无创的医疗诊断和治疗方式。传统的医疗方法往往需要切开皮肤或者使用放射性物质进行检查，这些方法不仅会增加病患的痛苦和风险，还容易造成健康组织的损伤。而声学技术可以通过无创的方式获取人体内部的信息，不会对身体造成伤害。此外，声学技术还可以提高医学诊断和治疗的精度和效率。例如，利用超声波成像技术可以清晰地显示人体内部的组织和器官，帮助医生更准确地诊断疾病。同时，声学技术还可以用于治疗，例如利用高强度聚焦超声波治疗肿瘤，可以精准地靶向治疗，减少对健康组织的损伤，提高治疗效果。

从20世纪50年代第一台超声波成像设备面世以来，声学技术为谋求广大病患和医护人员的便利提供了许多有效手段。而时至今日，声学与医疗行业又有哪些新的结合，有望在将来为医疗技术带来新的变革呢？

远程医疗

由于新冠病毒的流行，世界各地的人们都习惯了在线上进行电话会议、与朋友一起玩游戏、举办虚拟婚礼，甚至是——就医。远程医疗通过利用先进的通信技术和远程监控设备，为患者提供远程医疗诊断和治疗服务，不仅可以缓解医疗资源的短缺，也可以减少患者前往医院的风险，从而避免人员聚集造成的交叉感染。

声学技术在远程医疗中发挥着重要作用，特别是在传统医疗系统无法满足需求的情况下。通过采用音频、语音和声波等技术，可以远程监测和诊断患者的疾病，为医生和患者提供更加便捷和高效的医疗服务。2022年10月，辉瑞公司以1.16亿美元收购的澳大利亚数字健康初创公司ResAPP Health，该公司开发的 ResAppDx是一款手机移动应用程序，该应用利用机器学习算法通过分析患者的咳嗽声和呼吸声来诊断疾病。该应用程序最初是用于识别儿童的哮喘和肺炎，后来在COVID-19大流行期间也被用于诊断新冠病毒感染。而更为精准的除此以外，Fraunhofer陶瓷技术与系统研究所的研究人员开发了一款穿戴式医疗设备——声学背心。通过嵌入式传感器和无线通信技术，可以实时监测心脏和肺部的生理信号，并将数据传输到云端进行分析。它可以记录心电图、呼吸频率、心率变异性等多种生理参数，以及肺部声音和胸部运动等数据，从而提供全面的心肺监测和分析。

在国内，同样也有一批公司致力于运用声学技术解决远程医疗问题。苏州美糯爱医疗科技有限公司专注于基于电子听诊器的心肺疾病智能筛查系统的研发和产业化，产品针对婴幼儿肺炎、哮喘、老年支气管炎、结构性心脏病等心肺疾病，利用声学信号处理技术和深度学习技术，实现可视化的人工智能辅助诊断。公司产品于新冠疫情期间在火神山医院得到临床应用，有效帮助医生降低了感染风险。产品改变了大部分心肺疾病前期诊断主要靠医生人工听诊的现状，提高了远程听诊能力，实现心肺疾病的可视化听诊，解决了目前听诊器无法保存数据的问题。

便携式超声诊断

随着科技的发展，超声技术得到了极大的发展和完善，便携式超声设备也越来越成熟。目前的便携式超声设备已经具备了高清晰度、高灵敏度和高分辨率等特点。此外，便携式超声设备不仅可以用于临床诊断，还可以应用于野外医疗和紧急救援等领域。例如，在地震灾害中，便携式超声设备可以在没有电源和水源的情况下为伤员提供超声检查和诊断。随着生产技术的进步和市场竞争的加剧，便携式超声设备的价格逐渐下降，产品种类也越来越多样化。目前市场上有手持式、便携式、无线、蓝牙等不同类型的产品。

便携式超声设备的代表当属Butterfly Network公司开发的一款名为Butterfly iQ的手持式超声设备，该设备通过智能手机或平板电脑与移动应用程序连接，是全球首款单一探头全身通用超声成像仪，更是全球首款获批上市的个人超声设备。尽管身材小巧，却能够覆盖包含腹部、心血管、胎儿、妇科、泌尿、肌肉骨骼等共13种适应症。

此外，占据国内便携式超声设备市场份额半壁江山的迈瑞医疗也在便携式超声设备领域推出了多款产品，如Z50系列、TE9系列等，这些产品具有重量轻、体积小、易于携带等特点，可广泛应用于医院、急救中心、社区卫生服务中心、远程医疗等场景。

声波测序

声波测序是一种基于声波传播速度和振动频率变化的技术，可以用于测量DNA序列。其基本原理是将DNA分子悬浮在液体中，通过声波将其分子分解成单个核苷酸，然后根据核苷酸的特性进行测量。声波测序的应用非常广泛，这项拘束可以用于对DNA或RNA序列进行快速高效的测序，以确定基因组或转录组序列；可用于检测癌症相关基因的突变，从而帮助早期发现癌症并进行治疗；可用于筛选和测试新型药物的效果和毒性，从而帮助加速新药开发过程；还用于检测食品中的污染物和有害物质，从而保证食品安全。

目前，声波测序这项技术还处于探索阶段，尚未在商业上得到广泛应用。然而，有一些公司正在积极开发基于声音的DNA测序技术，如Nanopore Technologies正在开发一种基于纳米孔技术的DNA测序技术，该技术可以通过声学信号来检测DNA序列。这种技术的优势在于可以进行实时DNA测序，并且可以在非常小的设备上运行。此外，Sound Life Sciences正致力于结合声遗传学开发基于声波测序技术的诊断工具，旨在提高癌症、感染和其他疾病的早期诊断准确性。

声学技术在医疗领域的应用前景广阔，许多公司已经开始通过声学技术探索新的商业模式和解决方案。随着人工智能和互联网技术的发展，声学技术将不断进化和创新，为医疗技术带来更多可能性。我们也将继续为您带来声学在各领域的最近应用动态。

作者：许强 | 来源：公众号——21dB声学人