Butterfly Network, sebuah startup yang didirikan oleh alumnus MIT, bertujuan untuk membuat pencitraan ultrasound sederhana dan dapat digunakan di mana-mana seperti cek tekanan darah atau suhu – di rumah sakit dan, akhirnya, di rumah konsumen.
Startup telah mengembangkan pemindai genggam berbiaya rendah, yang sebagian didasarkan pada pekerjaan yang dilakukan oleh pendiri Nevada Sanchez ’10, SM ’11, yang menghasilkan ultrasound berkualitas klinis pada smartphone. Ultrasound diunggah ke cloud, di mana setiap pakar dengan izin dapat memberikan pendapat kedua atau membantu menganalisis gambar.
Dengan membuat pencitraan ultrasound lebih banyak di mana-mana, para pendiri bertujuan untuk membantu profesional perawatan kesehatan – dan, dalam waktu dekat, konsumen – lebih cepat menghasilkan diagnosis yang menyelamatkan jiwa.
Mesin ultrasound tradisional mengandalkan kristal bergetar dan komponen lainnya untuk menghasilkan gambar ultrasuara. Ini umumnya berukuran besar, mesin stasioner yang harganya bisa mencapai $ 15.000 sampai $ 100.000. Tapi perangkat startup itu, yang disebut iQ, yang menyerupai pisau cukur listrik yang dihubungkan ke soket iPhone, pada dasarnya menempatkan keseluruhan sistem ultrasuara pada sebuah chip, yang berarti portabel dan dijual seharga sekitar $ 2.000.
Pada bulan November, Food and Drug Administration AS mengesahkan perangkat untuk berbagai aplikasi klinis, termasuk urologis, abdomen, kardiovaskular, janin, ginekologi, dan kerangka muskulo. Puluhan ribu pesanan telah ditempatkan dan akan dikirim dalam beberapa bulan ke depan.
“Pengguna pertama adalah para dokter dan para ahli klinis yang lebih nyaman dengan ultrasound,” kata Sanchez, yang saat ini memimpin desain chip startup. “Tapi, akhirnya, semua orang dari paramedis sampai perawat ke dokter yang tidak pernah menggunakan ultrasound akan menggunakannya.”
“Tujuan masa depan adalah menjual langsung ke konsumen,” tambah co-founder Jonathan Rothberg, pengusaha serial bioteknologi.
Mesin ultrasound ini mengandalkan transduser, perangkat kecil dengan kristal kuarsa tertanam. Menerapkan arus listrik ke kristal membuat mereka bergetar dan menghasilkan gelombang suara yang masuk ke tubuh. Saat menggema kembali menimpa kristal, mereka memancarkan arus listrik yang bisa diterjemahkan oleh elektronika ke dalam gambar ultrasound.
Biaya dan akurasi iQ yang rendah sebagian karena karya Sanchez merancang chip yang berfungsi seperti kristal namun diproduksi dengan harga yang lebih rendah secara drastis.
Setelah beberapa iterasi, Sanchez dan rekannya Fife menemukan cara untuk mengintegrasikan tumpukan transduser ultrasonik micromachined kapasitif – pada dasarnya, lempeng logam tersuspensi di antara dua elektroda – langsung pada sebuah chip. (Perangkat ini berfungsi seperti transduser kristal.)
Dari sini, mereka menciptakan chip dengan sekitar 9.000 saluran transduser yang dikombinasikan dengan elektronik, dapat mengirim dan menerima gelombang suara dan mengubah gelombang tersebut menjadi gambar ultrasound 3-D.
Saat ini, kekuatan komputasi dari masing-masing chip luar biasa, Sanchez mengatakan: “Intinya, hampir setengah triliun operasi per detik di belakangnya untuk menelan data agar mendapat ultrasound dan gambar secara real time.”
Untuk membuat pencitraan lebih user-friendly, perangkat ini memanfaatkan kecerdasan buatan (artificial intelligence / AI) dan augmented reality (AR). Biasanya, Sanchez mengatakan, dibutuhkan banyak pelatihan untuk mendapatkan citra tubuh berkualitas tanpa banyak kesulitan – namun hanya butuh beberapa menit dengan iQ.
Jika pengguna memiliki kesulitan untuk memposisikan iQ, algoritma AI mendeteksi lokasi probe dan mengenali apa yang kemungkinan besar akan dipindai oleh pengguna. Simbol AR mengarahkan pengguna untuk memposisikan probe.
“Pengguna mengarahkan kamera telepon ke probe dan mereka mendapatkan panah 3-D yang menyuruh mereka bergerak ke atas atau memiringkannya,” kata Sanchez. “Kami telah menarik orang-orang dari jalanan dan membuat mereka menemukan pandangan yang benar tentang jantung sekitar satu setengah menit.”
IQ juga merupakan perangkat ultrasound universal pertama yang bisa menggambarkan seluruh tubuh. Kristal di perangkat ultrasound beresonansi pada satu frekuensi sempit yang disesuaikan dengan area masing-masing.
Seorang pengguna akan membutuhkan satu probe untuk menangkap, katakanlah, pembuluh darah pasien dan yang lainnya untuk menggambarkan jantung atau ginjal. “Potongan-potongan ini memiliki bandwidth yang sempit yang disesuaikan untuk setiap aplikasi,” kata Sanchez. “Tapi perangkat kami memiliki bandwidth yang sangat luas yang pada dasarnya bisa menjadi probe lain kapanpun.”
Saat ini, iQ hanya menjual di AS tapi Butterfly Network sedang dalam pembicaraan dengan organisasi nirlaba, seperti Bill and Melinda Gates Foundation, untuk membawanya ke negara berkembang. Di banyak daerah terpencil, dokter tidak memiliki akses terhadap teknologi ultrasound yang dapat digunakan untuk, misalnya, mendeteksi masalah kesehatan janin yang menyebabkan wanita meninggal saat melahirkan.
“Ini adalah solusi sempurna,” kata Sanchez. “Karena harganya murah, kita bisa meletakkan tangan dokter di lokasi terpencil dan seketika menyelamatkan ribuan nyawa. Tapi, saya tahu juga akan ada area lain dalam perawatan kritis dan di ruang gawat darurat di sekitar dunia berkembang dan berkembang dimana kehidupan masyarakat akan diselamatkan karena apa yang kita bangun. Bagi saya, itu memotivasi. “
