L’azienda canadese Butterfly IQ ha realizzato il primo ecografo portatile certificato come dispositivo medico, aprendo nuove frontiere nella diagnostica per immagini. Installando l’apposita applicazione su un dispositivo mobile (iOS 11 o versioni successive) e collegandovi la sonda tramite cavo Lightning, si otterrà un vero e proprio ecografo digitale portatile.
Cos'è Butterfly iQ?
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. Il dispositivo Butterfly iQ è stato rilasciato nel 2018 e rappresenta il primo dispositivo ecografico portatile alimentato da semiconduttori. Il dispositivo viene utilizzato attraverso una semplice interfaccia su dispositivi mobili compatibili, come smartphone o tablet, consentendo agli operatori sanitari di condurre le scansioni praticamente ovunque.
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 il corpo umano fino a che non trovano un ostacolo che li rifletta. Ogni tipo di tessuto riflette a frequenze differenti.
Le sonde degli ecografi tradizionali sono composte da cristalli “piezoelettrici” che, in presenza di un campo elettrico, emettono ultrasuoni che attraversano il corpo umano finché non incontrano un ostacolo pronto a rifletterli. Ogni tipo di tessuto possiede caratteristiche specifiche e riflette gli ultrasuoni a frequenze differenti, perciò il cristallo piezoelettrico deve avere altrettante differenti capacità di emissione e ricezione.
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.
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. Butterfly iQ utilizza una tecnologia innovativa chiamata Ultrasound-on-Chip che lo rende particolarmente versatile e ne abbatte notevolmente 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’innovativa tecnologia “Ultrasound-on-Chip” di Butterfly iQ rende questo strumento medico estremamente versatile e gli permette di sostituire tutti e tre i tipi di sonde tradizionali. Uno speciale chip in silicio, costituito da 9000 micro-sensori meccanici in grado di emettere/ricevere ultrasuoni e di emulare qualsiasi tipo di trasduttore (fasico, curvo o lineare), prende il posto dei classici cristalli piezoelettrici.
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.
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.
A Cosa Serve un Ecografo Portatile Come Butterfly iQ?
Nel video di presentazione vengono spiegate le funzionalità e le potenzialità di 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.
Per la prima volta i dottori hanno potuto utilizzare, nei villaggi remoti di Congo e Uganda, strumenti che fino ad oggi erano rimasti negli ospedali.
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.
I dati poi possono essere facilmente condivisi con altri specialisti per consulti e diagnosi a distanza. Questo permette al paziente di non doversi spostare per avere un consulto specialistico, cosa che in certi casi può risultare difficoltoso, sia per la distanza che ci può essere sia per le condizioni cliniche del paziente stesso.
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.
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. “E’ una vera rivoluzione - ci spiega uno dei responsabili del progetto - uno solo di questi dispositivi unito ad uno smartphone può salvare centinaia di migliaia di vite”.
La sonda intelligente iQ è, rispetto a quelle tradizionali, più piccola e versatile; queste caratteristiche la rendono uno strumento decisamente pratico per effettuare diagnosi più precise sul campo, nelle strutture ospedaliere, sulle ambulanze o al pronto soccorso. Butterfly iQ è il primo sistema ecografico portatile a sonda singola per tutto il corpo. Inoltre, i preset aiutano nel posizionamento della sonda e nell’esecuzione degli esami.
Butterfly iQ viene sviluppato a Guilford (Connecticut) da Butterfly Network, azienda fondata nel 2011 dallo scienziato e imprenditore americano Jonathan Rothberg. È stata la malattia della figlia - affetta da sclerosi tuberosa, una patologia che richiede frequenti ecografie - a ispirare il progetto di uno strumento medico versatile e maggiormente accessibile agli specialisti del settore sanitario.
Dalla sua presentazione, avvenuta nel 2018, il dispositivo è stato adottato da migliaia di medici, infermieri, assistenti medici, operatori del pronto soccorso e altri specialisti negli Stati Uniti.
Autorizzazioni e Certificazioni
- Autorizzazione FDA 510(k): L'originale Butterfly iQ ha ricevuto l'autorizzazione della FDA nel 2017, diventando così il primo dispositivo a ultrasuoni su chip approvato per uso umano.
- Certificazione MDR UE: Recentemente, Butterfly Network ha ottenuto la certificazione EU Medical Device Regulation (EU MDR) per i suoi prodotti Butterfly iQ+.
Costo e Disponibilità
Butterfly iQ è venduto negli Stati Uniti a $1.999 mentre il suo concorrente Philips Lumify è venduto a $9.827. In commercio negli USA a partire dal 2018 in seguito all’approvazione della statunitense FDA (Food and Drug Administration, “Agenzia per gli alimenti e i medicinali”), il prodotto ha ricevuto il marchio CE e le certificazioni necessarie per arrivare anche in Europa e in Italia. Al momento Butterfly iQ è disponibile solo negli USA ma si può prenotarlo su questa pagina e si verrà informati quando il dispositivo diventerà disponibile nel proprio paese.
Le ambizioni di Butterlfy IQ vanno però oltre: “Se riusciamo a scendere ancora di prezzo, e ci riusciremo, un prodotto simile può entrare in tutte le case”. E questa era un po’ l’idea che ha portato Jonathan Rothberg, fondatore di Butterfly, a creare il dispositivo e a lanciare questa startup che ha raccolto milioni di finanziamento nel mondo, anche da parte di associazioni come la Bill & Melinda Gates Foundation.
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