AI正在把超声波装进你的智能手机 及时筛查人体健康问题
2017年11月09日 由 yining 发表
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生物科技领域的史蒂夫·乔布斯—乔纳森·罗斯伯格在一个芯片上发明了世界上第一个DNA测序器，这项发明让他名声大噪。在过去的8年里，他一直在将专业知识(以及相当可观的创业资本)投入到一个新项目中:让你的智能手机屏幕成为筛查人体健康状况的窗口。
上个月，罗斯伯格的初创公司Butterfly Network推出了一款廉价的、可手持的超声波工具，它可以插入到iPhone的lightning接口中。你没必要成为一名技术人员才能使用这个工具，它的机器学习算法可以指导用户找到他们想要的东西。
在FDA批准了13项临床应用程序，包括产科检查、肌肉骨骼检查和心脏扫描的情况下，罗斯伯格说，这一新设备将会扰乱医学影像行业，就像罗斯伯格发明的DNA测序器一样，它曾对基因组学巨头Illumina公司进行了入侵。
超声波打着“低保真”（lo-fi）的旗号，但技术却出奇地复杂。它的原理和蝙蝠用来寻找猎物的原理是一样的—发出声音，接收回声，计算距离。在过去的40年里，几乎所有的超声波仪器都使用压缩的带电晶体或陶瓷来完成这项工作。当电流被应用于晶体时，它们会迅速地改变形状，从而发出振动。当这些声波反弹回来时，晶体会发出电流。但是每一个晶体都必须单独连接在一起，然后通过电缆连接到另一台机器进行处理。另外，晶体必须调谐，从而在特定深度产生合适的超声波成像。
避开这些限制是一种两步式过程。首先，工程师们用一排排微小的滚筒取代了晶体，这些滚筒也被称为电容微型超声传感器，或者简称CMUT。你可以把它们想象为悬挂在两个电极之间的金属板。运行一些电流通过金属板，板就会振动，通过改变电场的能量来调节频率。
罗斯伯格团队的研究让通用电气、飞利浦和三星等公司对这种新的超声波检测方法产生了兴趣。但他们从来没有想过如何让它们在规模上可靠地发挥作用。
他们放弃了电线，把CMUT直接连接到一个半导体层，里面包含了所有必要的放大器和信号处理器，把声音转换成图片。这是一大堆数据;这个芯片每秒能在DVD上拷贝20份电影《神奇女侠》。罗斯伯格说:“如果旧版本的超声波是一根稻草，那么新超声波就是一根消防水龙。”但是，该公司可以利用计算机芯片的市场制造技术的进步来降低成本。罗斯伯格说，他们计划明年开始发货，每个定价2000美元。他们希望为每台设备配备深度学习软件，这些软件都经过了成千上万的超声波图像的训练，因此它们知道高质量和低质量的不同身体部位的区别。虽然这款设备还没有上市，但它已经挽救了一条生命。
今年7月，Butterfly Network的首席医疗官约翰马丁在丹佛的一家医院做了一套关于该设备的验证研究。他感冒了，并且脖子感到有些僵硬，但他认为那只是一个过度活跃的淋巴结。然后他用设备想测试一下是否真的如此，于是他在喉咙上抹了一些凝胶，然后把探针放在上面。一个深色的、3.4厘米的物体在视图中若隐若现。“那不是淋巴结！”他说。原来在他的舌下，鳞状细胞癌已经生长了几个月。
马丁希望这项技术能帮助那些可能犯同样错误的人。“我们越早应用智能技术，就能越早做出正确的诊断。我还没有找到一种疾病的状态，早期发现并没有带来更好的结果。我就是活生生的证据。”
