设计和开源低成本超声探头

超声探头，也称为回声听诊器，用于医院的非侵入性无害医疗诊断。echOpen社区正在开发第一个低成本的开源超声成像探头。通过这一举措，社区旨在使这一宝贵的工具更加实惠，并将其推广给普通医学和医疗贫困地区的卫生专业人员，从而使其民主化。

echOpen社区将项目细分为多个任务或“挑战”，以促进多学科合作者的贡献。硬件包括控制脉冲序列和数据通信的控制台、将电信号转换为压力波的转换器以及其他方式、改变转换器位置并覆盖确定视场的伺服电机、驱动转换器的电力电子设备以及低噪声信号放大和数字化元件。该软件由一个移动应用程序组成，负责成像参数的配置以及采集图像的重建和可视化。

UltraSound工具箱（USTB）是由前和现任CIUS研究人员Alfonso Rodriguez Molares（西班牙维戈大学）、Ole Marius Hoel Rindal（UiO和SINTEF）和Stefano Fiorentini（NTNU）领导的几个国际机构之间的合作。这是一个用于处理超声信号的开源工具箱，研究人员可以在其中共享和比较超声成像的处理方法。

这个想法是为了更容易比较医学超声研究文献中引入的越来越复杂的方法。通过研究人员的合作和分享他们方法的实施，人们可以仔细审查并借鉴彼此的方法和研究成果，从而推动研究领域向前发展。

到目前为止，美国约翰斯·霍普金斯大学、西班牙格拉纳达大学、荷兰代尔夫特理工大学、伊朗科技大学、巴拉那联邦理工大学和印度理工学院等机构的研究人员在47份科学出版物中使用了USTB。

心脏超声图像的动画gif

用USTB创建的心脏胸骨旁长轴（PLAX）的超声图像，以及CIUS心脏病专家研究人员在GE Vingmed E95扫描仪上记录的原始数据。

创建超声图像时所有处理步骤的开源实现不仅对研究人员来说是非常宝贵的，它还提供了一种独特的方法来教授超声成像。奥斯陆大学从2021年秋季开始开设的超声成像新课程（IN3015/4015）利用了这一点。该课程以模块为基础进行教学，每个模块包括一周的讲座和第二周的使用USTB解决实践练习。

USTB目前包括的方法有：波束形成，包括几种自适应波束形成方法、弹性成像以及一些多普勒和图像后处理技术。

USTB的开发是一个持续不断的改进和错误修复项目。最近的发展包括增加CIUS开发的其他研究软件并与之集成。这包括加拿大国立大学CIUS研究人员Jørgen Avdal、Ingvild Kinn Ekroll和Hans Torp开发的流线超声模拟工具（FLUST）。以及在USTB和NTNU的CIUS研究人员Erik Smistad和AndreasÖstvik开发的异构医学图像计算和可视化框架（FAST）之间开发数据管道。

这些图显示了CIUS心脏病学研究人员Erik Andreas Berg和Torvald Espland记录的患者心脏的四个心脏视图的图像。胸骨旁短轴（PSAX）、胸骨旁长轴（PLAX）、心尖长轴（ALAX）和心尖四腔（A4C）视图。CIUS心脏病专家研究人员在GE Vingmed E95扫描仪上记录了原始超声通道数据，但此处显示的图像是使用USTB处理的。

用USTB创建的心脏胸骨旁短轴（PSAX）的超声图像，以及CIUS心脏病专家研究人员在GE Vingmed E95扫描仪上记录的原始数据。

用USTB创建的心脏心尖长轴（ALAX）的超声图像，CIUS心脏病专家研究人员在GE Vingmed E95扫描仪上记录的原始数据。

用USTB创建的心脏心尖四腔（A4C）的超声图像，CIUS心脏病专家研究人员在GE Vingmed E95扫描仪上记录的原始数据。

Ole Marius Hoel Rindal

Ole Marius Hoel Rindal

echOpen倡议正在引起人们的兴趣，这反映在200多名贡献者（其中三分之一是卫生专业人员）、850多名活动参与者以及他们已经凭借第一个原型获得的奖项上。这个名为“埃米尔”的原型已经能够获得水中的回声图像，并为进一步的开发提供了测试台的合作者。echOpen社区目前正在重新设计超声波探头，使其达到医学成像质量标准的水平。