声学技术行业应用之医疗领域（下）

医用声学是声学与生物医学相互交叉的一个新型研究领域，其研究成果主要应用于超声成像、超声诊断、超声理疗、听觉声学等方面。医用声学的发展对于疾病的早期诊断、治疗，新一代医疗仪器的开发和研究，家庭和社区的医疗保健、提高病人的生存率，建立医学信息系统等均有重大的现实意义和临床价值，而且也直接促进一些相关产业如医疗仪器、生物医用材料的发展。

随着声学行业及医疗产业的发展，声学在医疗行业中有了越来越多的应用及发展，其重要性也与日俱增。在本系列上篇中，我们已针对声学在医疗行业中关于远程医疗、便携式超声诊断及声波测序方面进行了简要介绍，感兴趣的读者可直接阅读（声学技术行业应用之医疗领域（上））。在本篇文章中我们将继续探讨声学在医疗领域的应用。

助听与听力评估

适当的助听器适配可以提高听力障碍者的听力水平。声学技术可以用来调整助听器的参数，以适应不同的听力需求，比如：通过评估听力障碍者的听力损失程度以及损失频段，从而根据评估结果调整助听器的不同频段声音增益。此外，在某些环境下，助听器会放大周围的回音声，从而干扰听力障碍者的听力。通过优化麦克风布局以及配备数字回音抑制技术，可以用来评估回音的程度，并根据评估结果调整助听器的回音抑制功能，减少周围回音声的干扰。

近年来，随着互联网和移动互联网技术的发展，助听器线上验配已经得到了广泛的应用。现在，许多助听器厂商和听力中心都提供线上助听器验配服务，让用户可以方便地在家中使用自己的电脑或手机进行验配。用户在网站或APP上填写听力问卷，包括听力障碍类型、程度、使用场景等信息并上传自己的听力测试结果或者进行在线听力测试，而后基于用户填写的听力问卷和测试结果，系统自动生成助听器的参数设置。最后由助听器厂商或专业的听力医生进行最终的确认和调整，并将助听器设置参数通过线上平台发送给用户。

然而，传统模式的助听器线上验配仍依赖于专业医师或验配师，成本仍然非常高。因此，结合AI技术的云端验配技术应运而生。AI技术可以根据用户提供的听力测试结果，通过机器学习和数据分析技术，自动识别用户的听力障碍类型和程度，进而生成个性化的助听器设置参数。同时，AI技术可以对用户上传的语音进行智能分析，识别语音的强弱、语速、语调等参数，并根据用户的听力障碍情况进行自动调整，提供更为个性化的语音增强和去噪服务。此外，AI技术可以为用户提供更加智能、人性化的交互体验。例如，用户可以通过语音指令或者简单的手势控制助听器的开关、音量大小等设置，同时还可以通过移动设备等进行远程调整和实时反馈。总之，结合AI技术的线上助听器验配可以提供更为智能、个性化和安全的服务，让用户能够更加便捷地获得高质量的助听器验配和调整服务。

超声波给药

超声波给药是一种利用超声波技术来实现药物输送的方法。具体实现方法可以分为两种，一种是将药液或溶液通过喷雾器雾化成微小颗粒，然后通过超声波的作用，使得药物颗粒穿过皮肤或黏膜进入体内，实现药物输送。

这种方法适用于皮肤和黏膜的给药，可以提高药物吸收速度和药效；另一种是将药物注射到身体深部组织或器官时，可以利用超声波的作用来推进药物，使其更容易穿过组织，达到目标部位。具体实现方法是将超声波传感器置于注射部位附近，通过超声波震荡的作用，使得药物分子产生振动，从而更容易穿过细胞膜和组织障壁，提高药物的渗透性和吸收速度。

NanoVibronix是一家美国的医疗技术公司，该公司开发了一种名为PainShield的超声波贴片，可以在不使用药物的情况下缓解疼痛和炎症。PainShield的工作原理是利用超声波的机械效应，将超声波的能量传递到疼痛区域，从而改善血液循环、促进组织修复和减轻疼痛。

具体来说，当PainShield贴片被放置在疼痛区域时，它会发出高频的超声波振动，这些振动会穿过皮肤、软组织和骨骼，最终到达疼痛的神经末梢和组织。

此外，PainShield的贴片可以根据不同的治疗需求和部位进行定制，以实现更加准确和有效的治疗效果。

目前，PainShield已经获得了美国食品药品监督管理局（FDA）的认证，可以在美国市场上销售和使用。它在疼痛管理和缓解方面具有潜在的应用前景，可以为患者提供更加便捷、安全和有效的治疗方案。

此外，另外一家英国的医疗器械公司Novosound开发的创口喷雾系统是一种基于超声波的创口治疗设备，旨在改善患者的创口愈合速度和治疗效果。该系统利用高频的超声波振动产生微小的气泡，这些气泡能够带动创面上的药物进入组织深处，并促进组织修复和愈合。与传统的创口喷雾系统不同，Novosound的超声波创口喷雾系统不需要高压喷雾，因此更加温和，减少了创面受损的风险。

麻省理工学院衍生出的 Suono Bio 正在推进一种新方法，该方法使用超声波将药物（包括 DNA 和 RNA 等核酸）更有效地输送到胃肠道。Suono 的技术是包括 Schoellhammer 和 Suono 联合创始人罗伯特·兰格和麻省理工学院助理教授乔瓦尼·特拉弗索在内的研究人员在麻省理工学院实验室进行的三十多年发现的结晶。该平台利用了超声波在液体中产生小射流的现象，可用于将药物推入细胞。

睡眠改善

在睡眠改善方面，智能助眠耳机利用声学技术和智能化技术，帮助人们改善睡眠质量、缓解压力和焦虑，提高睡眠效率和质量。白噪声是一种均匀分布的声音信号，能够掩盖环境中的杂音，帮助人们更容易进入睡眠状态。这些声音可以掩盖周围的环境噪声，减少不必要的干扰，帮助人们更容易入睡。

此外，环绕声可以让人感受到身临其境的感觉，减轻压力和焦虑，帮助人们放松身心，更容易入睡。

因此，许多厂商针对大健康赛道，推出了智能助眠耳机，通过降噪、白噪声和放松音乐等声学技术，帮助人们改善睡眠质量和缓解失眠。一些智能助眠耳机内置传感器，能够自动监测睡眠状态、记录睡眠时间和睡眠质量，并将数据上传到手机APP，方便人们进行睡眠监测和管理。

华米推出的Amazfit ZenBuds 智能助眠耳塞体积小巧，单个耳塞重量只有2g，结合人体工学的睡眠耳塞设计能使之紧贴耳道，隔绝外界噪音。在连接 app 后，取出耳机就能播放自带的助眠音律（包括白噪音还有各种自然环境声），并且耳塞感知到用户入睡后会自动停止。

Amazfit ZenBuds 图源：华米官网

智能枕头通过嵌入声学传感器和人工智能算法，可以实现自适应的睡眠姿势调整和呼吸监测。一些智能枕头还可以配备止鼾模式，通过声学传感器检测到打鼾声后，会自动调整枕头高度和角度，促进自然的呼吸通畅，减少打鼾和睡眠呼吸暂停的风险。去年发布的芝华仕5星家纺的AI智眠枕就在系统中集成了声波助眠、止鼾模式两大功能，是声学技术在健康领域智能家具产品中完美运用。具体来说，这种智能枕头会内置一些传感器和麦克风，可以监测睡眠者的呼吸、鼾声等信息。当检测到鼾声时，智能枕头会通过内置的振动器或者声波装置，对睡眠者进行适当的刺激，引导他们调整睡姿或者进行呼吸调节，从而减轻或者消除鼾声。

智能枕头

监测用可穿戴医疗设备

声学背心是一种可穿戴的医疗设备，利用声学传感器监测人体的心脏和肺部活动。该设备是由美国企业Sound Life Sciences（SLS）研发的。声学背心包括一个薄的背心和一组声学传感器，这些传感器可以测量心脏和肺部的声音，并将数据传输到连接的设备上进行分析和诊断。声学背心的优势在于它是一种非侵入性的监测方式，可以实时、连续地监测心肺活动，提供更为准确的诊断结果。声学背心可以监测许多健康指标，包括心率、心律不齐、心肌缺血、肺部疾病、呼吸频率和呼吸深度。除此以外，它还可以监测用户在运动或睡眠中的活动量，并提供有关用户的睡眠质量和睡眠时间的数据。这些数据可以在移动应用程序上查看，并与医生或健康护理提供者共享，以改善诊断和治疗。通过监测心肺活动，声学背心可以帮助医生和患者及时发现异常情况，并提供有效的治疗建议和方案。

超声波贴片是一种便携式的医疗设备，可以通过使用超声波技术来监测人体健康状况，这种贴片通常是粘贴在人体表面，例如胸部或手腕，以收集和传输健康数据。超声波贴片的工作原理是利用超声波技术进行测量。设备中包含一个或多个超声波传感器，它们可以发射高频声波并测量声波在物体中的反射。这些反射数据被用于计算物体的尺寸、密度和形状等参数。在医疗领域，超声波贴片通常用于监测生命体征，例如心率、血压、血氧饱和度和呼吸率等指标。这些数据可以通过无线技术传输到医疗设备或手机等移动设备上，以便医生或用户进行实时监测和分析。除了医疗领域，超声波贴片还可以用于运动和健康监测。例如，一些贴片可以用于监测运动员的肌肉活动和疲劳程度，或者用于跟踪用户的睡眠质量和活动水平等。