Scopri Come Funziona l'Ecografo per Smartphone: La Rivoluzione Medica a Portata di Mano!

L'avvento degli smartphone ha segnato un'ulteriore svolta per i dispositivi portatili, aprendo la strada a soluzioni innovative come l'ecografo per smartphone. Questi dispositivi, economici, accessibili e connessi a internet, promettono di rivoluzionare la diagnostica medica, portando l'ecografia a costi ridotti e in luoghi dove prima era impensabile.

MobiUS: Il Primo Ecografo ad Ultrasuoni Basato su Smartphone

MobiUS rappresenta il primo smartphone commerciale basato su un sistema ad ultrasuoni. Si compone di una sonda ad ultrasuoni e di uno smartphone Toshiba con Windows Mobile, su cui è caricato il software Mobisante. Poiché il sistema è basato su uno smartphone, è portatile e molto conveniente rispetto ai tradizionali sistemi ad ultrasuoni.

Mobisante spera di fare in modo che questi sistemi a ultrasuoni portatili siano utilizzati in villaggi remoti e ospedali rurali, dove le risorse sono limitate, la densità di popolazione è più bassa, e l'assistenza medica non è facilmente accessibile. Funziona anche in assenza di elettricità e permette di esaminare il paziente in qualunque posto si trovi a costi ridotti rispetto alle tecniche tradizionali. Il sistema ad ultrasuoni MobiUS costerà tra i $ 7.000 e gli $ 8.000 per l'intero pacchetto, cioè per uno smartphone Toshiba TG01 con Windows Mobile, con la sonda ad ultrasuoni, e il software proprietario Mobisante. Solo in questo modo Mobisante potrà realizzare il suo obiettivo e fare in modo che MobiUS venga utilizzato da operatori sanitari in remoti villaggi di tutto il mondo. Tra gli usi del dispositivo, i più utili sarebbero la scansione di base per l’emorragia interna, la salute del feto, e altre attività comuni.

Ma quali sono le caratteristiche di MobiUS, che permette di fare un’ecografia con lo smartphone? Innanzitutto si tratta di un dispositivo intuitivo, che funziona con una modalità touch che aiuta anche gli utenti più inesperti. Nonostante il costo iniziale, la durata della vita del dispositivo permette di realizzare esami con un costo stimato di meno di un dollaro ad esame, almeno secondo quanto dichiara l’azienda produttrice. Questo potrebbe essere un enorme vantaggio per i medici dei paesi in via di sviluppo. In più si tratta di un dispositivo portatile, utilizzabile anche dove manca l’energia elettrica.

Butterfly iQ: L'Ecografo Digitale Tascabile

Uno dei primi articoli pubblicati sul blog riguardava l’annuncio che l’ecografo portatile a basso costo per smartphone Butterfly iQ aveva ottenuto l’approvazione del FDA (l’agenzia americana per gli alimenti e i medicinali) e che quindi sarebbe stato messo in commercio negli Stati Uniti nel 2018. L'ecografo portatile Butterfly iQ ha iniziato ad essere utilizzato, per cui oltre ad analizzare le sue funzionalità ora possiamo anche riportare impressioni e testimonianze di chi già lo utilizza.

La genesi di Butterfly iQ si deve infatti alla grave condizione della figlia di Rothberg che è nata con una malattia chiamata sclerosi tuberosa, la quale causa piccoli tumori su tutto il corpo. La dignostica per questa condizione medica richiede il frequente uso di ecografie e di risonanze magnetiche. Rothberg decise quindi di “democratizzare” l’accesso a questi dispositivi (che attualmente possono costare fino a $70.000 in media) per gli operatori sanitari. Progettando un dispositivo più piccolo e rendendolo più versatile, l’azienda che ha fondato, Butterfly Network, mira infatti a consentire a una vasta gamma di medici e operatori sanitari di effettuare diagnosi più precise sul campo, in occasione di controlli in loco, al pronto soccorso oppure sulle ambulanze.

Butterfly iQ è un ecografo portatile a basso costo collegabile all’iPhone o all’iPad. È in grado di eseguire delle scansioni ecografiche (le cosiddette ecografie ad ultrasuoni) di precisione visibili tramite la app direttamente sullo schermo del dispositivo mobile e registrabili su cloud per essere successivamente analizzate e/o trasmesse.

È supportato sui seguenti modelli di cellulari e tablet (a febbraio 2019) che girano almeno iOS 11 (o versione più recente):

Apple iPhone SE, 6s, 6s Plus, 7, 7 Plus, 8, 8 Plus, X, XS, XS Max and XR
iPad 5th generation (2017); iPad 6th generation (2018); iPad Pro 12.9-inch 1st or 2nd generation; iPad Pro 9.7-inch; iPad Pro 10.5-inch

Come Funziona Butterfly iQ?

Gli ecografi tradizionali utilizzano una sonda composta da cristalli detti piezoelettrici. In presenza di campi elettrici i cristalli generano una vibrazione emettendo onde acustiche a frequenze dai 20 kHz ai 200 MHz, chiamate ultrasuoni. Gli ultrasuoni attraversano i corpo umano fino a che non trovano un ostacolo che li rifletta. Ogni tipo di tessuto riflette a frequenze differenti. I cristalli delle sonde ad ultrasuoni funzionano anche in ricezione, ossia quando vengono investiti dalle onde riflesse entrano in risonanza generando una piccola corrente elettrica. Questa proprietà fa sì che le sonde ad ultrasuoni funzionino sia come emittenti che come riceventi permettendo così di generare delle immagini.

Attualmente ci sono tre tipi di sonde ad ultrasuoni in uso:

La sonda lineare è utilizzata per visualizzare i vasi sanguigni, i nervi, i polmoni e le strutture muscolo-scheletriche vicino alla superficie della pelle e per aiutare ad ottenere l’accesso venoso.
La sonda curvilinea è a forma di arcobaleno ed è utilizzata per vedere le strutture addominali e pelviche più profonde come fegato, milza, reni, utero e l’aorta.
La sonda cardiaca viene utilizzata per valutare la struttura del cuore, compresa la presenza di attività cardiaca, tamponamento pericardico ed embolia polmonare.

Butterfly iQ utilizza una tecnologia innovativa chiamata Ultrasound-on-Chip che lo rende particolarmente versatile e ne abbatte notevolemente il costo (in quanto fa uso di circuiti specializzati in silicio che sono una tecnologia già molto diffusa, da tempo sfruttata in dispositivi tecnologici di largo consumo quali ad esempio cellulari e computer). L’idea infatti è che la sonda dei tradizionali ecografi sia sostituita da uno speciale chip di silicio sul quale sono presenti più di 9000 microsensori in grado sia di generare ultrasuoni che di riceverli dal corpo. Questo chip specializzato è in grado di sostituire tutte e tre i tipi di sonde ecografiche tradizionali, rendendo così possibile l’utilizzo di un unico strumento per tutti i tipi di diagnosi ecografica. Grazie poi all’intelligenza artificiale (AI) implementata nella app dedicata, Butterfly iQ è in grado di processare i dati grezzi estratti dagli ultrasuoni e di trasformarli nelle immagini che vengono visualizzate sullo schermo dello smartphone.

Questo processo rivoluziona la diagnostica ecografica perché permette di avere un ecografo di precisione nella propria tasca ad un costo decisamente contenuto. Butterfly iQ è venduto negli Stati Uniti a $1.999 mentre il suo concorrente Philips Lumify è venduto a $9.827.

A Cosa Serve un Ecografo Portatile Come Butterfly iQ?

Questo dispositivo portatile infatti permette ai medici ed al personale sanitario di avere l’ecografo in tasca in ogni momento ed è quindi utilizzabile immediatamente senza dover attendere l’esame tradizionale.

Sicuramente uno dei campi di utilizzo che può sfruttare appieno le sue potenzialità risulta essere quello della medicina di emergenza. Essendo un ecografo portatile può essere dato in dotazione alle ambulanze medicalizzate che gesticono le emergenze più gravi. Per lo stesso motivo i medici del pronto soccorso possono tenerlo tranquillamente in tasca insieme allo smartphone ed utilizzarlo in procedure di emergenza. Avere infatti Butterfly iQ permette di effettuare diagnosi immediate senza dover aspettare macchinari ben più ingombranti o addirittura dover spostare il paziente per un esame ecografico tradizionale.
Un secondo punto di forza di Butterfly iQ è sicuramente il suo basso costo, per questo può diventare uno strumento didattico fondamentale. Le università possono dotarsene per insegnare ai futuri medici questo tipo di diagnostica. Gli studenti potranno effettuare letture ecografiche facili ed immediate spostando dal libro alla pratica l’apprendimento. Mentre ora prima si apprende sui libri e solo successivamente, con i tirocini, si effettua la pratica.
Un terzo punto di forza-aspetto di rilievo per tutto quello che ruota attorno all’eHealth-è quello di portare la diagnostica ecografica anche in ambiti dove non siano presenti strutture ospedaliere. Basti pensare ai paesi del terzo mondo o alle zone di guerra dove lavorano Bridge to Health, Medici Senza Frontiere, Emergency e altre organizzazioni che operano a livello sanitario. In questi ambiti difficilmente si possono garantire prestazioni sanitarie minime e quasi mai esami più specifici ed approfonditi. L’ecografo Butterfly iQ per il suo basso costo e la sua versatilità ha sicuramente enormi potenzialità per salvare molte vite in luoghi dove la medicina è limitata. La facilità di utilizzo di questo strumento diagnostico e la possibilità di registrare i dati letti e di condividerli nel cloud ne permette anche l’utilizzo a personale non medico con il supporto di diagnosi a distanza.

Facilità di Utilizzo dell’Ecografo Digitale Tascabile

L’app dedicata di Butterfly iQ ha 18 preimpostazioni cliniche per i differenti tipi di esame che si possono effettuare. Le preimpostazioni aiutano nel posizionamento dell’ecografo e nell’esecuzione dell’esame.

I dati registrati vengono visualizzati sullo schermo dello smartphone e contemporaneamente caricati nel cloud dedicato di Buttefly Network. Acquistando l’ecografo e scaricando la app si ha infatti anche accesso ad uno spazio dedicato su cloud. Questo permette di avere un archivio di dati degli esami effettuati per i vari pazienti sempre accessibile in qualsiasi luogo e da qualsiasi dispositivo. Il cloud di Butterfly implementa sistemi di sicurezza molto avanzati per evitare che i dati registrati possano essere rubati.

Butterfly iQ: Una Rivoluzione in Campo Diagnostico Ecografico

Butterfly iQ è un esempio pratico di quali benefici possa portare l’e-Health per la salute di tutti e di quanto queste nuove tecnologie possano salvare vite.

Al momento attuale il potenziale di questa soluzione appare molto grande e svariati utilizzisono già stati evidenziati, come riportato su questa pagina del sito di Butterfly Networks.

Vari esempi di grande versatilità di Butterfly iQ sono stati raccontati in dettaglio da questo medico (di cui traduciamo una parte del racconto):

Sono arrivato sulla scena di un incidente automobilistico con estrazione per trovare un soggetto femmina sui 50 anni, diaforetica e alterata già sulla barella dell’ambulanza. Il trasportare all’interno della custodia dello stetoscopio il mio Butterfly iQ e il lubrificante è stata una facile aggiunta alla mia attrezzatura. L’analisi primaria della paziente ha rivelato una via aerea intatta, suoni respiratori bilaterali e impulsi distali intatti e una pressione sanguigna di 105/70. Un rapido test del polpastrello ci fornì un’informazione molto utile: il suo livello di glucosio nel sangue era di 37. I lacci emostatici a entrambe le braccia non rivelavano vene e le sue vene giugulari esterne erano piatte. Ho aperto la mia custodia e collegato il mio Butterfly iQ al mio telefono cellulare e impostato il dispositivo in modalità “Vascular: Access” tramite l’app Butterfly iQ. Con un clic e uno scorrimento ho selezionato la sonda di tipo “lineare”. Ed ecco che ho trovato le vene! Il problema dell’accesso è stato risolto, i medici hanno lavorato alle cure e il paziente è migliorato.

Ma non avevo ancora finito. Mentre il paziente veniva curato, un singolo scorrimento e un clic sull’app trasferivano immediatamente la mia singola sonda sull’impostazione “curvilineo” di “FAST”, ottimizzata per identificare il fluido libero (sangue) nella pancia. L’esame FAST (Focused Assessment with Sonography in Trauma) è lo stesso esame immediatamente eseguito all’arrivo nelle baie di trauma per identificare rapidamente i pazienti che devono recarsi in sala operatoria, e sono riuscito a farlo in pochi secondi in ambulanza. Fortunatamente per il nostro paziente, il suo esame FAST è stato negativo. Se fosse stato un esame positivo, avremmo potuto fare una notifica prima dell’arrivo al centro traumatologico e la sala operatoria sarebbe stata pronta e in attesa della paziente.

Pulsenmore: Ecografie Domestiche per una Gravidanza Serena

Inteligea è l’unico distributore del dispositivo Pulsenmore in Italia, leader mondiale nello sviluppo di dispositivi a ultrasuoni a scansione automatica per la diagnosi clinica e lo screening a distanza. Le ecografie acquisite verranno visionate dal ginecologo sulla dashboard dedicata ai professionisti, una volta caricate sul cloud Inteligea. In questa modalità, potrai utilizzare il dispositivo Pulsenmore e la nostra app per eseguire un’ecografia in tempo reale insieme al ginecologo Inteligea. Entrambi vedrete le immagini in tempo reale, e il ginecologo potrà pilotare la piattaforma dal suo dispositivo, personalizzando la visualizzazione dei parametri come farebbe nel suo studio.

Si tratta di un piccolo strumento in grado di trasformare lo smartphone in un dispositivo per le ecografie. Secondo la rivista Ieee Spectrum, questo apparecchio, delle dimensioni di un rasoio elettrico, potrà un giorno entrare in tutte le case come un normale termometro. La tecnologia che sottende al funzionamento dell'apparecchio è totalmente diversa da quella degli ecografi tradizionali. In pratica, alcune micromacchine simili a tamburi generano un'onda sonora che colpisce il corpo, il cui rimbalzo viene poi analizzato da un'intelligenza artificiale. I controlli e il salvataggio dei dati sono affidati allo smartphone a cui il dispositivo è collegato.

Pulsenmore offre:

Migliore gestione delle risorse e del tempo, riduce il flusso di pazienti negli studi medici e nei pronto soccorso.
Maggiore coinvolgimento e serenità per le pazienti, offre un'esperienza di gravidanza più serena e consapevole.

Oltre 130.000 ecografie eseguite con Pulsenmore in tutto il mondo.

Butterfly IQ in Europa e in Italia

L’azienda canadese Butterfly IQ ha realizzato il primo ecografo portatile certificato come dispositivo medico. Si collega all’iPhone e usa le librerie machine learning di iOS per aiutare i medici.

Butterfly IQ usa invece un nuovo sensore basato su un semiconduttore, costruito con un array bidimensionale di piccoli trasduttori che sembrano tanti tamburi, 9000 in tutto. Un componente robusto, che non si rompe se cade e che può emulare diversi tipi di sonde usate in ambito diagnostico, ovviamente abbinato al software. Il prezzo del dipositivo? 2000 euro circa, e dopo essere stato approvato dalla FDA americana Butterfly IQ ha ricevuto il marchio CE e le certificazioni necessarie per arrivare anche in Europa e in Italia.

Il più grosso vantaggio è la presenza, all’interno del software, di un sistema di machine learning basato sul framework CoreML di iOS che aiuta a interpretare le immagini e permette anche calcoli rapidi legati alle dimensioni degli organi: durante le demo a cui abbiamo assistito ad esempio abbiamo visto come, in pochi secondi, sull’iPhone è comparsa la scansione 3D della vescica con calcolo del riempimento e del volume.

Tabella Comparativa Ecografi per Smartphone

Dispositivo	Costo stimato	Caratteristiche principali	Applicazioni
MobiUS	$7.000 - $8.000	Primo ecografo ad ultrasuoni basato su smartphone, portatile, funziona senza elettricità	Scansione emorragie interne, salute del feto, assistenza in aree remote
Butterfly iQ	$1.999	Ecografo digitale tascabile, Ultrasound-on-Chip, AI per elaborazione immagini, connessione cloud	Medicina d'emergenza, didattica, assistenza in aree senza strutture ospedaliere
Pulsenmore	N/A	Dispositivo a ultrasuoni a scansione automatica, monitoraggio remoto del feto, connessione cloud	Ecografie domiciliari, monitoraggio gravidanza, riduzione flusso pazienti in studio medico

Conclusioni

Gli ecografi per smartphone rappresentano una svolta significativa nel campo della diagnostica medica, offrendo soluzioni innovative, accessibili e portatili. Dispositivi come MobiUS, Butterfly iQ e Pulsenmore dimostrano il potenziale di queste tecnologie per migliorare l'assistenza sanitaria, soprattutto in aree remote o in situazioni di emergenza. La democratizzazione dell'ecografia, resa possibile da questi strumenti, apre nuove prospettive per un futuro in cui la salute è sempre più accessibile e personalizzata.