Оценка нового оборудования

Дорогие специалисты ультразвуковой диагностики!

Ultrasound Club представляет очередную статью по практическому ультразвуку доктора Джейсона Бернхольца, одного из пионеров данного метода визуализации.

Врач, владеющий двумя многопрофильными клиниками под Чикаго — хирургическим центром и учреждением для пожилых людей, — попросил меня подобрать новые УЗ-сканеры. Мне понравилась перспектива встроить УЗИ в повседневную первичную помощь и выбрать для этого лучшие аппараты. Я связался с несколькими производителями, и каждый предоставил свою новейшую флагманскую систему.

Несмотря на затраты на выездное тестирование, все компании отнеслись ко мне очень любезно. Расскажу о своём опыте работы с их оборудованием. Мнения и предположения, разумеется, мои собственные и не отражают позицию коммерчески беспристрастной редакции AuntMinnie.com.

Мне предоставили следующие системы: S3000 (Siemens Healthcare), iU22 xMatrix (Philips Healthcare), Aixplorer (SuperSonic Imagine), Aplio 500 (Toshiba America Medical Systems) и ZS3 (Zonare Medical Systems). Во всех системах кроме Zonare ZS3 используется технология формирователя луча, которая обеспечивает построчное построение изображения, что является стандартом в ультразвуке примерно столько, сколько я себя помню. ZS3 формирует изображения зонально, как описано в предыдущей статье по ультразвуковым системам 4-го поколения.

Заранее я просил прислать руководство по электронной почте и привезти полный набор датчиков, прежде всего высокочастотных. Первый день уходил на знакомство: сканировал фантомы и себя. Только освоившись, начинал принимать пациентов без специалиста по клиническому применению. Так сохранялась конфиденциальность общения с врачом. Кроме того, я хотел понять, как быстро в обычной работе смогу самостоятельно получать стабильно хорошее изображение.

Подготовка

Научиться работать с системой не так сложно. Все сканеры имеют довольно похожие органы управления, различаются лишь обозначения и размещение кнопок, переключателей и слайдеров. При необходимости я всегда мог использовать собственное оборудование.

Каждого специалиста я просил выбрать лучшие, по его мнению, современные датчики для поверхностных структур, трансвагинального доступа и общего абдоминального исследования. И подробно рассказать о новых функциях и преимуществах перед конкурентами. Не хотелось пропустить полезную возможность только потому, что я о ней не знал.

Начало тестирования: радужка и зрачок моего левого глаза; центральный отражатель — пятно Миттендорфа. Изображение переведено в серую шкалу, контраст усилен. Такой объект хорошо подходит для оценки поперечного разрешения, динамического диапазона и шума, а также доли матрицы дисплея, отведённой УЗ-изображению. Он позволяет оценивать и динамику: следить, как размер зрачка меняется с эмоциями и внешним освещением.

Разочаровывающее начало

У дисплеев УЗ аппаратов была одна и та же проблема. Все изображения на экране были окрашены, как правило, в синевато-сливовый цвет, контрастность экрана была низкой. С точки зрения восприятия это не просто непрофессионально, такое информационное содержание вредит вашей работе. «Заводские» настройки не позволяют визуализировать многие серошкальные функции, которые являются уникальными особенностями или дополнительными преимущества современного ультразвука*. Просто загляните на веб-сайты компаний-производителей или посмотрите их брошюры, и вы поймете, о чем я говорю.

Цифровые настройки с трудом находились в сервисных или системных подменю, да и набор их часто был неполным. Про один аппарат мне вообще сказали, что монитор может настроить только сервисный инженер.

В новых системах используются ЖК-дисплеи со смещением цвета, поэтому так много производителей ультразвукового оборудования используют компенсацию смещения для усреднения черно-белого изображения. Очевидно, это работает плохо. Телевизионные и компьютерные мониторы довольно хорошо с этим справляются, поэтому эта задача должна решаться довольно просто. К сожалению, в большинстве систем отсутствуют доступные пользователям регуляторы яркости, контраста, цвета, и гаммы дисплея, даже если искать их в системных папках.

На заре ультразвука всегда приходилось тратить много времени на настройки монитора, чтобы обеспечить оптимальное черно-белое отображение информации. Этот важный шаг теперь убрали без какой-либо отраслевой стандартизации. Нам также пришлось настраивать дополнительные мониторы для фотопечати в зависимости от типа и характеристик пленки.

Тот же оттенок сохранялся в изображениях, экспортированных для последующего просмотра. По-моему, производители недооценивают реакцию человека, которому предлагают интерпретировать размытую, окрашенную картинку: она мешает и восприятию, и размышлению.

Еще больше разочарований

Я считаю, что в момент своего появления в 1983 году сканер Acuson XP был революционным, и мне очень нравилась заменившая его впоследствии Sequoia 512, которая имела больше каналов данных, чем предыдущее оборудование, а также фазовый компенсатор для уменьшения шума. Я думал, что S-серия от Siemens стала обновлением платформы Sequoia, поэтому очень сильно хотел поработать с ее последним релизом S3000.
Включив систему, я сразу же увидел то, что показалось мне традиционным видеодисплеем. Я расспросил об этом специалиста по внедрению, который поведал, что HD-видео добавили в S2000 для кардиологии, но не в S3000 для радиологии. Меня такое произвольное решение шокировало, особенно учитывая то, что оно означает по меньшей мере отсутствие медицинского и переизбыток коммерческого видения в цикле производства ультразвукового оборудования.

Делить УЗИ на кардиологическое, абдоминальное, акушерское, педиатрическое и сосудистое можно лишь условно. Для всех этих областей главное одно — качество изображения.

Одним из действительно разумных решений, принятых компанией SuperSonic Imagine при разработке Aixplorer, было построение системы вокруг цифрового HD-видео дисплея и использование почти такого же хорошего видеопроцессора, какой стоит на персональных компьютерах геймеров и на моем домашнем персональном компьютере. В результате Aixplorer обеспечивает удивительно хорошие изображения с помощью небольшого набора датчиков, ни один из которых не имеет столько же много элементов, как датчики конкурентов.

Сейчас дисплей можно считать узким местом всей цепочки — от ткани до ультразвуковой информации, которую воспринимает глаз. Можно сделать прекрасные датчики и отличную обработку сигнала, но что толку, если результат нельзя правильно показать? Одна из ключевых возможностей XP и Sequoia — выделить область интереса и визуализировать её всей апертурой решётки. Для систем с формированием луча это отличный способ преодолеть ограничения построчного получения изображения. Но ни у S3000, ни у других испытанных мной таких систем аналогичного инструмента не было. Не понимаю, зачем сознательно отказываться от самой полезной функции лучших аппаратов предыдущего поколения, хотя какое-то объяснение у производителей, наверное, есть. Многие бывшие пользователи Acuson говорили мне то же самое.

Два аутсайдера

Я очень хотел протестировать iU22 xMatrix**. Я видел его накануне выпуска, и он показался мне довольно хорошим. Очень полный ИТ-пакет постобработки, убедительное фирменное описание датчиков Philips PureWave. Превосходные матричные датчики, хотя я понимаю, что проект эндовагинальных датчиков остановили или отложили.
Это был единственный аппарат, на котором я вынужден был досрочно прекратить тестирование и вернуться к своему собственному оборудованию. Изображения были просто слишком шумные. Я перепробовал все, до чего мог додуматься: каждую предварительную настройку, каждый датчик и различные настройки инструментов. Суть не в том, чтобы получать редкие образцовые изображения, а в том, чтобы иметь возможность от пациента к пациенту быть уверенными, что вы видите максимум из того, что можете увидеть, несмотря на ограничения, которые и так накладывают телосложение, возраст, перенесенные операции и заболевание.

Второй системой, которую я сразу же исключил из списка, стал Aixplorer. Я очень удивился, когда узнал, что это оборудование не одобрено Администрацией по контролю за продуктами питания и лекарственными препаратами (FDA) для акушерских исследований. Я наивно предполагал, что, как и в старые времена, одобрение FDA распространяется на все области применения, однако недавно узнал, что это не так. Система также не одобрена для сканирования глаз, однако это меня не касается, если не учитывать, что я использовал радужную оболочку своего левого глаза в качестве тестового объекта.

С Aixplorer возник еще ряд существенных проблем. Изображения были шумные, предварительные настройки катастрофическими (кроме нескольких настроек для сканирования молочной железы и датчика на 15МГц), а структуры паренхимы имели характерный волнистый неанатомический рисунок в стиле Эшера. К счастью, эти проблемы можно решить использованием датчиков с увеличенной апертурой и регулируемыми настройками инструментов.

Сверхбыстрый доплер меня пока не убедил — особенно с учётом ожидания, пока обрабатываются полученные данные. Меня больше интересует медленный кровоток, чем небольшие различия пиковой артериальной скорости в крупных сосудах.

Справедливости ради, компания сказала мне, что сверхбыстрое получение высокоскоростного кровотока обеспечивает потенциал для существенного повышения чувствительности к низкоскоростному кровотоку в очень мелких сосудах, что станет огромным прорывом, когда будет реализовано. Мне вроде бы понравилась эластография сдвиговой волны, однако это дополнение, а не причина покупать систему для общей визуализации.

Следующим полуфиналистом стал...

Zonare. Извините, но мне действительно нравится эта компания. Они единственные, кто в последнее время взглянул на ультразвуковую визуализацию из вне, применил новый подход, получил патенты и создал устройство с нуля. Первая система была уникальна тем, что имела системный блок и отсоединяемый работающий от батареи небольшой планшетообразный модуль визуализации, который имел большой коммерческий успех как система, используемая у постели больного, особенно в пунктах первой помощи и в реанимации.

Как я объяснил в своей статье, посвященной ультразвуку четвертого поколения, этот подход предполагает облучение фронтом ультразвуковой волны и как следствие намного больше свободного вычислительного времени для реконструкции изображения, чем у систем с построчным формированием изображения. Новое устройство делает реконструкцию и уменьшает шум лучше, чем предыдущая модель. Частота кадров исключительно высокая, и этот аппарат лучше всех справился с исследованием сердца плода.

А вот чего мне хотелось больше — так это различимости тонких градаций серого в паренхиме. Уже после моего тестирования Zonare приобрела крупная китайская компания Mindray Medical International. Если она даст ресурсы для совершенствования программного обеспечения, мы, возможно, вскоре увидим самую передовую систему в мире.

Двое финалистов

Aplio 500 Toshiba выступил лучше, чем я ожидал после последней RSNA. Ещё одно напоминание: к аппарату стоит подходить столь же непредвзято, как к каждому новому пациенту. Моим первым аппаратом в 1968 году была Aloka, и за эти годы я не раз убеждался, что японские инженеры умеют находить необычные способы применения технологий.

За исключением, на мой взгляд, плохо реализованной реконструкции поверхности в 3D на Aplio 500, эта система и Siemens S3000 очень хорошо справились с расширенным набором задач визуализации.

Меня действительно заинтриговала одна функция S3000, которая была указана как способ очистки изображений. Она получила название Clarify и вероятно является формой энергетического доплера. Кровоток отображается черным, а внутрисосудистое движение удаляется с изображения — что-то вроде просмотра в черном свете. В любом случае, это имеет потенциал для визуализации мелких периферийных сосудов без цветового помутнения, которое часто стирает детали при использовании энергетического доплера, особенно когда фильтры настроены на максимальную чувствительность.

 
Два серошкальных изображения, полученные с помощью одного датчика, но с различным увеличением, показывающие мелкие периферийные сосуды в селезенке и почке.

Я думал, что обе системы будут хорошо работать, но по правде говоря, я не восхищен ни одной из них. Я сделал несколько запросов цены у Siemens, но так и не получил ответ. Я был готов рассмотреть возможности восстановленного оборудования, но получил уведомление от нового администратора амбулаторной клиники. Они уже купили для акушерской практики две базовые системы у Ultrasonix Medical (сейчас во владении Analogic), решив, что дальнейшие советы им не требуются, как и не требуется другое оборудование и персонал, который имеет опыт работы с клиническим ультразвуком.

Проблема американской медицины

На мой взгляд, проблемы американской медицины начали проявляться около 25 лет назад, когда больничное руководство стало превращать места, где заботятся о больных, в предприятия, продающие услуги заболевшим клиентам. Деньги стали удобной мерой успеха — возможно, из ошибочного предположения, что при свободном выборе пациенты, они же клиенты, сами придут к «лучшему» поставщику услуг.

Эта тенденция также сопровождалась массовой рекламой медицинских учреждений. Некоторые больницы сейчас работают как посредники, которые сводят пациентов с поставщиками медицинских услуг, обычно обеспечивая помещение и оборудование для таких поставщиков, но отстраняясь от пациентов, врачей и вспомогательного персонала.

Возможно ли в таких условиях компаниям, которые занимаются медицинским оборудованием, вести себя по-другому и выжить? Я полагаю, что эти компании считают больницы и больничные сети своей основной базой потребителей. Покупателем вполне может быть администратор, который не способен понять, какие новые функции действительно полезные, а какие имеют неустановленный, но возможно научный потенциал.

В период нестабильности здравоохранения, при большом населении со всё более высокими потребностями, администраторы обычно предпочитают небольшое количество малопроизводительного оборудования — своего рода уступку тем, кто его требует.

Пожалуй, сильнее всего выбор техники портят закупочные объединения, с которыми работают больницы и сети. Они отделили пожелания пользователей от реальных возможностей и сроков приобретения того, что сами специалисты считают необходимым для качественной работы.

Если имеется соглашение, что закупки осуществляются исключительно через одно из таких агентств, наличие в списке только одного или возможно нескольких производителей ультразвукового оборудования ограничивает торговлю, убирая фактор конкуренции свободных предприятий, который заставляет производителя постоянно улучшать свои предложения в части клинической эффективности, а не в части оптовых цен.

Мы слишком много говорим о «старых ценностях». Мир изменился — и работать нужно иначе. Конечно, порой я скучаю по учёбе в Медицинской школе Джонса Хопкинса и ординатуре в Массачусетской больнице общего профиля. Врачи делали всё возможное просто потому, что иначе не мыслили свою работу. Были гордость за дело и чувство товарищества. Отделения и больницы, обычно возглавляемые уважаемыми врачами, поддерживали и нас, и наших пациентов.

Мой взгляд ограничен повседневной диагностической практикой, но я бы советовал производителям чаще говорить с теми, кто каждый день принимает пациентов, и реже — с закупочными посредниками. Вместе нам нужна система оценки, в которой главное — результат лечения, профилактика болезни и сохранение здоровья. Деньги учитывать можно и нужно, но ими оценка не исчерпывается. Тогда станет яснее, как наши потребности соотносятся с возможностями УЗ-техники.

* В этом фрагменте речь о передаче оттенков серого дисплеем, его цветовой настройке и контрасте, а не о частоте кадров или отключении всех технологий обработки изображения. ** Статья описывает оборудование и опыт автора на момент исходной публикации; сведения о моделях, производителях и допусках не являются актуальным сравнением современных систем.