В первой части статьи приведён пост с сайта Medium, где по поводу УЗИ высказывает своё мнение разработчик ПО и блогер Грэхем Дженсон [Graham Jenson]. Во второй части с этим мнением спорит автор блога «Ложь, наглая ложь и реклама стартапов» [Lies, Damn Lies, and Startup PR] инженер Пол Рейнольдс [Paul Reynolds], имеющий большой опыт разработки и создания этих устройств. Он написал опровергающий пост, а потом в ещё одном посте ответил на вопросы, возникшие у его читателей.
Почему аппараты для УЗИ такие дорогие (Грэхем Дженсон)
Назовите технологию, более полезную, дающую больше знаний, более интересную и более дорогую, чем аппарат для ультразвукового исследования. Он может заглядывать внутрь живых существ без мощных магнитов и рентгена, а сделан он, по сути, из динамика и микрофона, выдающего на экран результаты.
Почему УЗИ нет в каждом классе биологии в каждой школе, чтобы там можно было посмотреть, как работают мускулы и бьётся сердце? Почему УЗИ нет под рукой у докторов наряду со стетоскопом и градусником? Почему я не могу купить себе такой аппарат, просто чтобы следить за тем, как заживают мои травмы? Наверно, потому что недорогими считаются аппараты стоимостью ?20 000 ($30 000).
После того, как я отдал за визит к доктору со своей повреждённой ногой $200, и меня обследовали на аппарате для УЗИ размером со шкаф и выглядевшим, как телевизор 50-х годов, я заинтересовался, за какие деньги можно купить такой аппарат себе. Найдя «дешёвый» аппарат за $8 000, я не смог связать стоимость с технологией, простотой и полезностью такого инструмента.
Поэтому я провёл небольшое исследование.
Измерительный преобразователь
Измерительный преобразователь [transducer] – это керамика с двумя кусочками металла по бокам. Если сжать преобразователь, он выдаёт электрический ток. Если пустить ток по контактам, он двигает преобразователь. Для УЗИ требуется чуть больше десятка преобразователей, работающих на мегагерцовой частоте. Для достижения необходимого разрешения из них нужно собрать массив. Для таких целей чаще всего используют цирконат-титанат свинца, или ЦТС.
При подаче тока на преобразователь он расширяется, обратный ток заставляет его сжиматься, а если делать так периодически, то вы получите волну, длина которой будет примерно в два раза больше его толщины. Поскольку скорость звука в керамике составляет 3200 м/с, а у волны в 5 МГц длина составит 0,64 мм, поэтому толщина ЦТС должна быть в районе 0,32 мм. Это довольно мало.
Изготовление преобразователей с требуемой точностью – вот, по-видимому, причина высокой стоимости УЗИ, поскольку к каждому преобразователю предъявляются строгие требования, а для УЗИ их требуется много. Они стоят дорого, и так как их требуется 20 штук, они быстро увеличивают стоимость аппарата.
Самые дешёвые ЦТС-преобразователи мегагерцового диапазона, найденные мною, стоят по $12 за штуку. Значит, УЗИ с 20 преобразователями должен стоить более $200, а массив 40х40 ЦТС для получения трёхмерных изображений должен стоить уже $19 200.
Чтобы уменьшить их стоимость, можно попробовать сделать преобразователь самостоятельно. Можно ли это сделать своими руками? Вот несколько ресурсов, посвящённых этому вопросу:
• Человек сам делает преобразователи из титаната бария.
• Люди пробуют распечатывать интегральные схемы в домашних условиях.
• Диссертация на тему создания ЦТС-плёнов.
• Способ сделать «недорогой ЦТС-массив высокой плотности».
• Описание изготовления гибкого ЦТС-массива.
• Массив из 64 элементов на 35 МГц для получения изображений высокого разрешения.
Один из способов производства ЦТС-массива – использование метода нарезки и заполнения. Можно изготавливать отдельные преобразователи, опуская ЦТС в этанол и затем распыляя это на металл. После испарения этанола на металле останется тонкая плёнка ЦТС. Но это потребует специального оборудования, и для постройки массива наверно будет проще найти лабораторию или производителя с опытом – но это уже не так интересно.
Железо и софт
Компьютер, способный работать с мегагерцовым преобразователем сегодня стоит мало – к примеру, GPIO-контакты на Raspberry Pi могут это делать. Экраны очень дешёвые, и вообще можно делать вывод на телефон или домашний экран. Также я не думаю, что расчёты, ведущиеся в аппарате, или его дисплей могут быть очень дорогими.
ПО бывает дорогим, но это оттого, что каждый аппарат УЗИ использует своё, специальное закрытое ПО. Если бы существовала стандартная аппаратная платформа, для которой можно было бы делать ПО, со стандартами и API, это бы сильно снизило стоимость аппаратов. Существуют попытки создания открытой архитектуры УЗИ, но не знаю, насколько они вошли в массы.
Возможно, большая часть стоимости аппаратной и программной части УЗИ проистекает из необходимости получения медицинских сертификатов. Пользователь jes с Hacker News писал:
Некоторые спецификации, коим необходимо соответствовать, это ISO 13485, ISO 14971, IEC 60601 3-я редакция, IEC 62304, и возможно ещё десяток таких, про которые я забыл, типа RoHS, WEE, излучения и проч. Если вы измеряете длину бедра зародыша и высчитываете из неё примерный внутриутробный возраст плода, вы не хотели бы ошибиться в этом.
Создание любого медицинского устройства может быть очень дорогим, но ведь у него могут быть и другие области использования: образование, получение изображений, спортивные тренировки, развлечения. Уловка 22 состоит в том, что в этих областях УЗИ использоваться не будет из-за дороговизны устройств, а дешевле они не станут, пока рынок для них не вырастет за пределы здравоохранения.
Кто делает что-то с проблемой дорогого УЗИ
Университет Ньюкасла работает над УЗИ стоимостью в $40–50, и эта работа привлекла внимание СМИ. Они уменьшили стоимость аппарата, используя один подвижный преобразователь для формирования изображения.
Компания Butterfly Network Inc пытается создать устройство для УЗИ на едином чипе, которое будет стоить не дороже стетоскопа. Они получили $100 млн в инвестициях, и, надеюсь, смогут создать удивительную технологию, благодаря которой каждый сможет заказать себе УЗИ.
Проект Lumify от Phillips – ручное устройство для УЗИ, подключающееся к смартфону/планшету. Выглядит круто. Но пока его могут купить не все.
echOpen и его ответвление Murgen – открытые проекты, разрабатывающие аппарат для УЗИ и набор для разработки. Такие проекты реально могут помочь удешевлению УЗИ, дав доступ к технологии программистам и инженерам.
Больше ссылок для самостоятельного изучения:
• Basic principle of medical ultrasonic probes
• Phased Array Ultrasonics
• Pocket Ultrasound
• How does medical ultrasound imaging work?
• How to use an ultrasound machine
• Mobile Ultrasound Device with video
• Principles of Ultrasound
Ответный пост, часть 1: «Почему УЗИ такое НЕдорогое», или «Вам всегда легко, когда работу выполняет кто-то ещё» (Пол Рейнольдс)
Недавно на Hackernews появилась ссылка на пост с Medium, обсуждавший дороговизну аппаратов для УЗИ. Я работаю в этой индустрии более 20 лет, и УЗИ – моя основная область знаний. К сожалению, упомянутый пост относится к категории тех, что написаны специалистом в другой области. Такие специалисты часто становятся жертвами иллюзии, что их знания в своей области распространяются на другие, они не ценят сложность и трудности работы других, и в результате упускают множество тонких (и не очень) моментов невероятно сложной технологической области.
Посылка в статье звучит как «почему дешёвая УЗИ-система стоит $30 000, если я могу купить недорогих запчастей и очень легко её собрать? Это же не сложно, я за пару часов всё выяснил!». И хотя УЗИ премиум-класса могут стоить и за $150 000 (что составляет малую долю от стоимости систем КТ и МРТ), есть причина, по которой УЗИ – самая распространённая система для получения изображений в мире. Поэтому позвольте мне опровергнуть заявления о её простоте и чрезмерной стоимости.
Какие у меня знания для того, чтобы комментировать статьи в этой области? Моя докторская диссертация была посвящена моделированию, разработке, постройке и тестированию УЗИ. 13 лет я руководил консалтинговой группой, производившей промышленное ПО для УЗИ, а также участвовавшей во множестве проектов разработки и постройки УЗИ-устройств для различных областей, включая и медицину. Я главный помощник редактора в журнале IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control (Труды по ультразвуку, сегнетоэлектрике и регулировке частоты), лидирующем журнале в этой области, и также был председателем комитета IEEE Ultrasound Technical Program Committee for Transducers (Комитет по технической программе для ультразвуковых датчиков). Я работал у крупнейших поставщиков УЗИ-оборудования в мире, а также и в небольших компаниях. Я создавал и выпускал коммерческое ПО и поддерживал его годами. Существует не так уж много людей, имеющих такой опыт и способных оценить технические подробности оборудования и ПО.
Все мои мысли относятся к общим вещам, не привязаны к конкретной компании, поэтому никаких патентованных или проприетарных сведений я не разглашаю. Интересующимся этим вопросом очень рекомендую книжку Тома Забо [Tom Szabo] "Diagnostic Ultrasound Imaging: Inside Out", где популярно описан широкий спектр вопросов по этой теме.
Сначала одним параграфом опровергнем аргумент о стоимости УЗИ, пользуясь базовыми экономическими принципами. Если вы можете построить эффективный УЗИ-аппарат, который люди захотят купить, меньший по стоимости чем те, что доступны на рынке, и при этом у вас нет опыта в этой области – то почему кто-то более опытный не построил уже такой аппарат? Почему ни одна из крупных компаний не обрушила цены, чтобы захватить рынок? Если существует картельный сговор компаний по поддержанию цен, почему правительство ещё их не засудило (поверьте человеку, работавшему в компаниях – они параноидально относятся к соблюдению правил, не берут откатов и стараются не делать ничего, что выглядит противозаконным). Позже я опишу правила Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), но пока скажу, что хотя [преобразователи] добавляют стоимости продукту, это не основные траты, и, конечно же, не нужно использовать такие аппараты без соблюдения техники безопасности.
Я занимался созданием оборудования и ПО, и хотя ПО делать тоже трудно, оборудование делать труднее. Если вы сделаете ошибку при разработке оборудования, вы не сможете перекомпилировать программу и через час получить новый продукт, ваши переделки и пересборки занимают недели или даже месяцы. Отправленное клиенту оборудование должно работать, его нельзя исправить в поле апдейтом, его нельзя поставлять с пользовательским соглашением, где прописан отказ от гарантий или объявить, что он поставляется «как есть». Его нужно поддерживать там, где он работает, иногда десятилетиями. ПО можно разработать на ноутбуке, сидя в небольшой комнате, но инструменты разработке оборудования могут быть большими и дорогими, и их обслуживание также стоит денег. При разработке ПО у вас не возникает проблем с поставщиками, меняющими материалы, формулы, цены, или даже уходящими из бизнеса и оставляющими вас без запчастей. Чтобы обезопасить себя от этих рисков, вам требуются специально обученные люди, также стоящие денег.
Засим перейдём к технической части. Ультразвуковая система состоит из трёх главных компонент: акустический преобразователь (трансдьюсер или просто датчик), система и ПО. Датчик – это то, что вы держите в руке, он контактирует с пациентом и передаёт/получает ультразвук. Для каждой системы существует несколько вариантов датчиков, у каждого есть своя область применения, и поэтому система должна уметь поддерживать широкий спектр таких датчиков.
Датчик соединяется кабелем с системой, у которой есть вся необходимая электроника, которая принимает сигналы, преобразовывает их в картинку, даёт врачу возможность менять настройки работы, и т.п. Система работает под управлением ПО и выводит картинку на экран, хотя в наше время границы между оборудованием и ПО немного размыты. В больницах такое оборудование обычно перевозят на тележках, хотя встречаются и более компактные (и ограниченные) системы.
Рассмотрим передатчик. Картинки взяты из неплохих презентаций (1, 2).
На первой изображены линзы (часть, соприкасающаяся с пациентом). Она фокусирует ультразвук и ослабляет его так, чтобы избежать ревербераций на уровне кожи, которые могли бы затуманить картинку – но при этом без излишнего ослабления, чтобы не терять сигнал. Она должна обеспечивать хороший контакт с пациентом, должна быть достаточно толстой, чтобы служить изолятором, и достаточно прочной, чтобы её можно было очищать, дезинфицировать, иногда ронять, и подвергать другим воздействиям много лет. Толщина должна быть одинаковой по всей поверхности, отклонение на несколько процентов длины волны уже будут искажать изображение. При этом длина волны ультразвука составляет порядка 100 микрон. Но ведь это же просто сделать, не так ли?
Затем идёт согласующий слой, передающий ультразвук с пьезоэлектрики высокого акустического импеданса на корпус с малым импедансом. Сегодня существуют схемы с несколькими слоями, каждый из которых должен быть определённую толщину, плотность, жёсткость и величину ослабления сигнала. Иногда они должны быть токопроводящие, иногда – изолирующие. Также они должны поддаваться механической обработке и иметь постоянную толщину, как и линзы.
Затем идёт пьезоэлектрически активный материал, преобразующий электричество в колебания и наоборот. У него также должна быть определённая толщина, не меняющаяся по поверхности, с точностью до микронов. Используемый материал имеет значение – у дешёвых вариантов разная толщина и они плохо работают, а те, что строго следуют спецификациям и хорошо работают, стоят дорого. Он не должен терять пьезоэлектрические свойства при рабочих температурах и выдерживать сильные электромагнитные поля. Пьезокерамика вроде PZT использовалась с незапамятных времён, но сегодня для создания современных режимов генерации изображения может использоваться пьезоэлектрика на едином кристалле – с ней тяжелее работать, она более дорогая, но и показатели работы у неё лучше. Поливинилиденфторид, напыляемые материалы и дешёвые PZT, из которых делают зуммеры, в данном случае неприменимы.
Затем идёт задник, материал, поглощающий нужное количество акустической энергии, чтобы аппарат получал короткий импульс, идущий с передней части датчика и используемый для построения картинки, но при этом поглощающий её не так много, чтобы слишком ослабить сигнал. Его обычно нужно делать из диэлектрика, и его вес не должен быть обузой для врача.
После этого все части нужно скрепить вместе. Линия скрепления должна быть не очень толстой, чтобы не мешать проходу звука, но и не очень тонкой, чтобы все слои крепко держались вместе. Это должны быть связи толщиной в микроны, не меняющейся по всей их площади. Просто, верно?
Займёмся акустическим стеком. Его можно разбить на несколько элементов, участвующих в создании изображения. Да, их требуется много разных – в большинстве датчиков от 100 до 200 элементов. Устройство с 20 элементами, о котором говорилось в предыдущей статье, бесполезно для любых серьёзных применений. При этом все эти слои и пьезоэлектрические элементы необходимо изолировать друг от друга электрически и механически, не слишком толстой и не слишком тонкой изоляцией.
Затем нужна гибкая схема, передающая сигналы от и до каждого элемента, и она должна соответствовать этим элементам с точностью до 100 микрон (да, и размер каждого элемента не более двух человеческих волос), а потом схему нужно соединить с кабелями, уходящими из системы. Все 100-200 проводов идут по кабелю длиной пару метров, и он должен быть достаточно лёгким и тонким, чтобы врач мог пользоваться им по восемь часов в день, не перенапрягая мышцы. Представляете, какими тонкими получаются отдельные провода? Позвоните продавцам кабелей и попросите у них кабель малого диаметра с 200 контактами, проводящий сигнал без помех, и вы узнаете его цену.
Всё это необходимо разместить в корпусе, достаточно эргономичном для врача, достаточно большом для того, чтобы разместить в нём акустическое оборудование, достаточно маленьким, чтобы быть не очень тяжёлым, и достаточно гладким, чтобы не навредить пациенту. А кроме всего прочего, он ещё не должен перегреваться, чтобы не пострадали ни врач, ни пациент.
Просто!
Н-да. И это я описал самую простую версию. Я не углублялся в многослойные датчики, искривлённую подложку, экзотические материалы, устройства с электроникой в ручке, размерности каждой секции, необходимые для работы с акустикой, спектральные ответы, температурные характеристики, соответствующий электрический импеданс, и все остальные сложности, с которыми приходится иметь дело, создавая и продавая такие устройства в реальности.
А, я ещё забыл об универсальности, надёжности и стоимости. Эти устройства должны работать годами, должны быть совместимыми между собой, чтобы система могла генерить с их помощью картинки так, что пользователь не замечал бы разницы, и должна стоить достаточно недорого, чтобы и пользователь смог их купить, и производитель получил бы прибыль. Вы когда-нибудь создавали прототип? 2 прототипа? 4? 100? 10 000? И чтобы все они были одинаковыми? Да, решив продавать и поддерживать продукты, вы попадаете в другой мир.
А, ещё я забыл тестирование на предмет соответствия аппаратов вашим внутренним спецификациям, правилам FDA и других регуляторов, с тем, чтобы они вас не ударили током и не сожгли, и выдавали верные медицинские данные, чтобы вам не поставили неправильный диагноз и выписали правильное лечение.
И это я ещё не добрался до системы и ПО. Один только датчик требует работы людей, разбирающихся в акустике, создании изображений, клинических требованиях, материалах, дизайне оборудования, электронике, обработке данных, безопасности, правилах работы, пользовательском опыте, надёжности, тестировании, ведении бизнеса, и много чего ещё, всего не перечислишь. Ну и ещё нужно поддерживать сотрудников, офис, HR-отдел и админа.
Всё это требует огромных знаний и усилий – таких, будто от них зависят человеческие жизни.
У меня есть большой опыт в разработке и постройке подобных штук. Мог бы я создать компанию, которая бы производила их, и делала бы это хорошо? Да. Мог бы я сделать их значительно дешевле, чем это получается у других? Нет.
Соберём всё это вместе и получим невероятно сложный электромеханический продукт, с компонентами микронного масштаба, с требованиями к долговременной работе в течении многих лет, воспроизводимый без возможности воспользоваться экономией на масштабе (о миллионах устройств речи нет), на основании показаний которого выносятся решения, влияющие на человеческую жизнь. И это только датчик. Поэтому, на самом деле нужно спрашивать, «почему аппараты для УЗИ такие недорогие»?
Ответный пост, часть 2: ответы на вопросы по первому посту
Сначала пройдёмся по технической части вопросов. Когда в тексте я упоминаю конференцию, я имею в виду симпозиум международного ультразвукового сообщества IEEE UFFC.
1) А что, если в датчик поместить больше электроники и использовать GPU для формирования пучка?
Датчики действительно двигаются в этом направлении. После того, как Philips представила в 2003 году первый настоящий двумерный массив, работающий посредством подмассива, формирующего пучок электроники в датчике, в этой области наметились подвижки. Важно понимать, что разработка электроники (обычно это ASIC, специализированная интегральная схема), используемой только в одном датчике, это огромные инвестиции денег, человеко-часов и времени. А ещё нужно интегрировать всё это в акустическом стеке и сделать так, чтобы всё слаженно работало. Такого рода продукт достаточно большая команда разрабатывает несколько лет, и хотя развитие электроники делает эту задачу более лёгкой для 2016 года, чем для 2003, это всё ещё очень большая задача. У всех больших компаний уже есть свои двумерные массивы, но им приходится предлагать серьёзные преимущества использования двумерных массивов вместо одномерных, поскольку первые, как нетрудно догадаться, стоят гораздо больше.
Кроме того, замените одномерный массив двумерным, и вы сразу получите новые трудности в обработке данных – объёмы вместо плоскостей, тысячи отдельных сигналов вместо 200. Требуется ещё больше вычислительной мощности, и хотя с годами объёмы доступной мощности растут, растут и запросы. В какой-то момент доступные вычислительные объёмы экономически перегонят спрос, но пока этого не произошло.
А что насчёт обычных, одномерных массивов? Конечно, туда тоже можно запихнуть больше электроники, но помните, что в одной системе осуществляется поддержка 10-20 типов датчиков (сердечные, абдоминальные, сосудистые, акушерские, и др.), и что более логично – делать единую систему, в которой имеется общее оборудование, способное обслуживать многие датчики, или же копировать одну и ту же электронику для каждого датчика, чтобы упростить систему? Экономически сейчас имеет смысл собрать все общие компоненты в системе, но если электроника подешевеет и станет лучше, тогда уравнение поменяется. Сейчас такой вариант рассматривается.
Вот тут есть спецификации открытой платформы Verasonics, неплохого оборудования для тех, кто хочет учиться, тестировать и разрабатывать ультразвуковое оборудование, хотя у коммерческих премиум-систем спецификации часто повыше. Дискретизация до 62.5 МГц, 14 бит, 256 каналов – это до 224 Гбит/с, или примерно один Blu-ray диск в секунду. Thunderbolt 3 поддерживает до 40 Гбит/с, так что сравните и почувствуйте разницу. Как бы ни была хороша современная электроника, запросы топовых УЗИ-устройств всё ещё выше. Со временем это поменяется.
Также отметим, что эта система поддерживает напряжение с размахом сигнала до 190 В, что означает невозможность использования чипов, произведённых по техпроцессам минимальных величин. Это значит, более крупная электроника и более высокая стоимость – и это вряд ли изменится в ближайшее время, фундаментальная физика накладывает свои ограничения (возможно, до появления новых материалов). В последние годы было достигнуто улучшение при помощи пьезоэлектрики на едином кристалле, но сейчас ничего такого на горизонте не видно.
Ещё есть вопрос нагрева. Электроника нагревается. Несколько ватт в небольшом ручном датчике могут серьёзно поднять температуру и обжечь пациента либо врача. Существуют строгие правила по максимальному нагреву датчиков, и качество работы всегда ограничено этими правилами – датчик работает хуже, чем мог бы, для безопасности. Если на каждом канале электроника выдаёт 50 мВт, то 200 каналов выдадут 10 Вт, и это слишком много. Но если электроника выдаёт всего 5 мВт, тогда в сумме будет 1 Вт, и это уже будет интереснее. Если бы можно было обходиться таким низким потреблением, тогда аргументация из плоскости практичности перешла бы в плоскость размеров и экономики.
Теперь о формировании пучка. Для начала интересующиеся могут посмотреть отличную презентацию по этому вопросу. Она из 2005 года, некоторые вопросы уже устарели, но основы не изменились. Остальным расскажу, что формирование пучка принимает сырые данные и строит из них картинку. Для этого нужно получить большой поток данных (те самые 224 Гбит/с), провести кучу математических операций, зависящих от режима изображения, и вывести результат на экран. Презентация заканчивается прогнозом развития «аналоговая электроника идёт в датчик, а цифровая – в ПО». Именно это сейчас и происходит. GPU стали достаточно мощными для того, чтобы брать на себя работу специализированных формирователей пучка, и в ближайшие годы их скорость, скорее всего, возрастёт. Их ещё не скоро можно будет встретить в больницах, поскольку текущие системы живут не меньше десятка лет, но они уже приближаются.
С точки зрения электроники процесс идёт, но некоторые пиковые запросы УЗИ показывают, что она ещё не дошла, или только доходит до нужной кондиции. В то же время растут запросы на устройства с двумерными массивами преобразователей. Лет через 20 экосистема УЗИ поменяется, стоимость и быстродействие электроники будет передвигать нагрузку между системой и датчиком.
2) Что насчёт микропроизводства или 3D-печати?
Ещё один прекрасный вопрос, и исследования в этом направлении идут последние лет 20. Исследование использования микроэлектромеханических систем (МЭМС) в УЗИ финансируется компаниями более 20 лет. К примеру, в начале 1990-х cMUT (ёмкостные ультразвуковые МЭМС-преобразователи) были объявлены «следующим этапом» ультразвука, а сегодня, в 2016-м, кроме узких областей применения, такие устройства только начинают выходить на рынок. И это происходит не из-за недостатка усилий, просто технология не сработала так, как ожидалось. Возникло множество проблем, часть из которых были решены, но сейчас они пока не могут соревноваться с пьезоэлектроникой и стандартным производством по цене и качеству. Над ними ещё нужно работать, и если их можно улучшить, повысить надёжность и понизить стоимость, они проникнут во многие области применения.
pMUT (пьезоэлектронные ультразвуковые МЭМС-преобразователи) также изучают, но с ними возникает ещё больше сложностей, чем с cMUT. Такие материалы имеют в основе свинец, а люди очень не любят свинец на производстве полупроводников. Более приемлемые материалы, оксид цинка и нитрид алюминия, не показывают таких хороших результатов, поэтому их применение пока ограничено тонкоплёночными акустическими резонаторами (FBAR). Есть некие многообещающие примеры с добавлением скандия к нитриду алюминия, что повышает производительность, а также методы производства улучшенных пьезоэлементов, но пока ещё у них полно проблем.
3D-печать? Очень сложно напечатать активные материалы и другие специализированные компоненты, входящие в состав преобразователя, но и этим тоже занимаются. GE углубилась в вопрос больше других, и она вместе с другими компаниями уже делает на эту тему презентации. Так что это ещё в зародыше, но новые методы производства наступают, и они помогут улучшить быстродействие, надёжность и цены.
3) Я могу купить в магазине запчасти за $x, почему же система стоит дороже, чем $x?
Потому, что для сборки надёжной и подтверждённой платформы, на основе использования которой можно будет принимать медицинские решения, требуется множество усилий и человеко-часов. Это так для любого продукта, и даже без соблюдения условий регуляторов. Если вы сделаете что-то некачественное, вы продадите один экземпляр, и бизнес не пойдёт, а слухи распространяются быстро. В такой наполненной конкурентами области, как УЗИ, вы быстро потеряете престиж и уйдёте со сцены. Каждый датчик обязан поддерживать несколько режимов генерации изображений – б-режим, гармонический, допплеровский, и т.п. – и для каждого из них нужно время, чтобы запрограммировать и утвердить. Затем его надо будет поддерживать, удовлетворять запросы клиентов, платить вашим сотрудникам, чтобы они не ушли разрабатывать новейшее мобильное приложение для соцсетей, и создавать новое поколение улучшенных систем. По сути, это стандартные затраты и проблемы любого долговременного предприятия. А, ещё и прибыль, поддерживающая компании на плаву, обеспечивающая изготовление новых продуктов и появление продвинутых технологий.
По сути – инновации грядут, но это не так просто, как вам кажется, это не микрофон или смартфон, который через пару лет можно выкинуть.
Если вы хотите обучаться и участвовать в нашей индустрии, то добро пожаловать – в ней всегда найдётся место для тех, кто помогает улучшать ультразвуковые технологии. Можете отправить сообщение мне, так как у меня большие связи, и я могу связать вас с нужными людьми.
4) Вы не сделали прейскурант на все компоненты, чтобы доказать, что цена не завышена.
Во-первых, такая статья выглядела бы больше как список цен, а я пытался понятно описать, что входит в процесс создания такой системы, и что это не так просто, как вам кажется. Цены из статьи на Medium были основаны на неких заявлениях по поводу простоты ультразвуковой технологии, и я хотел объяснить, почему задача создания таких аппаратов на самом деле сложная и многогранная, требующая различных компромиссов. Для профессионала это звучит как «Я могу построить миникар [детский гоночный автомобиль без мотора – прим. перев.] за $100, и если поставить в него мотор, то он превратится в машину! С чего это автопроизводители дерут по $50 000 за автомобили?!».
Во-вторых, мне приходится осторожно упоминать цены и возможности техники. Я работал на разных производителей УЗ-оборудования, и мне надо заботиться о том, чтобы не разболтать коммерческую тайну, поэтому я действую аккуратно и проверяю, чтобы всё, о чём я пишу, было достоянием общественности.
И последнее, рынок высококонкурентный, и тот факт, что низких цен на оборудование нет, говорит о том, что там есть за что платить, и что цены адекватные. Если вы считаете, что рынок не конкурентный, не знаю, как я могу вас убедить. Попробую в следующем пункте.
5) Производители оборудования организовали картельный сговор и держат высокие цены
Меня такие заявления удивляют. Я работаю в этой области более 20 лет и ни разу не видел ни намёка на то, что нечто подобное присутствует в области УЗ. Всё указывает на сильную конкуренцию. На рынке объёмом около $6 млрд с несколькими крупными игроками международного масштаба (вот список крупнейших игроков, вот список игроков поменьше, вот исследование, где упоминается 25 компаний), и регулируется таким образом, чтобы убедиться в отсутствии ценовых сговоров, картелей, и других нерыночных проявлений. В рейтингах компании постоянно меняют свои места, каждая ищет какое-нибудь легальное преимущество в технологиях или стоимости. Медицинское применение УЗ также очень сильно регулируется, и многие страны, особенно США и в странах Европы, очень жёстко обрушатся на компанию, уличённую в нерыночном поведении.
В каждой из компаний, где я работал, я ощущал серьёзное давление с целью повышения качества и надёжности и одновременного понижения цен. Если вы изучите сегодняшние системы и сравните их со старыми, то вы заметите как серьёзные улучшения у топовых моделей, цена на которые осталась примерно на том же уровне, так и появление аппаратов по сравнительно низким ценам, возможности которых превосходят вчерашние системы.
Если кто-нибудь запустит компанию, производящую качественные УЗ-системы в большом количестве по небольшой цене, то даю гарантию, что это предприятие будет куплено одним из крупных игроков, который инкорпорирует его и воспользуется преимуществами технологии. Так что, если вы правда верите в заговор и в то, что УЗ-системы очень просто сделать, то запускайте свою компанию и пользуйтесь той лёгкой прибылью, которую упускают все остальные. Ещё лучше – лично я помогу вам. Серьёзно, пишите мне, рассказывайте, что мы делаем не так, и я либо найму вас, либо найду вам работу в индустрии, или организую совместную компанию, чтобы заработать миллионы. А если вы уверены в наличии заговора, я дам вам контакты различных регуляторов в разных странах, которые с удовольствием ознакомятся с имеющимися у вас доказательствами, которые могут быть использованы в суде.
Мало в каких областях компании работают на рынке с такой большой конкуренцией, разворачивающейся среди множества больших игроков. Это не тот вариант, в котором "Intel владеет 99% рынка серверов и конкуренты не заставляют его снижать цены", это больше похоже на автомобильную индустрию, в которой соревнуется множество участников.
6) Инженеры не понимают, что делают, и проходят мимо очевидных вещей, которые могли бы сделать продукт быстрее, лучше и дешевле.
В индустрии работают тысячи людей — инженеры, исследователи и вспомогательный персонал. Они умные, образованные, опытные и способные. Если бы они захотели, то многие из них смогли бы легко заняться изготовлением всяких приложений, социальных сетей или что там ещё в моде, и делать больше денег при меньшем стрессе. Но они не уходят, ибо любят свою работу, делают всё для улучшения технологии, для её ускорения и удешевления, а также знают, что их работа помогает людям и меняет мир к лучшему. Они не могут пропустить очевидные улучшения технологии или методов, это не в их характере. Учитывая высокую конкуренцию в индустрии, если бы менеджеры в какой-то компании приказали инженерам не использовать имеющиеся преимущества, они бы сразу уволились и перешли в другую компанию, или запустили бы свою.
Существует множество профессиональных организаций, посвящённых исключительно ультразвуку, в основном для медицинского применения. Одна из них — IEEE UFFC, в которую достаточно сильно вовлечён и я. IEEE – некоммерческая организация, занимающаяся исключительно технологией, она не поддерживает никакие коммерческие компании или чьи-либо интересы. Она выпускает журналы со статьями, прошедшими экспертную оценку, рассказывающими о переднем крае разработки преобразователей, материалов, электроники, систем, создания изображений. Каждый год она устраивает конференции, на которых пара сотен людей обсуждает и обучается передовому опыту и технологиям. В этом году я видел презентации 3D-печати преобразователей, новых материалов, быстрого создания изображений посредством GPU, микропроизводства, передовой электроники для датчиков. На исследования по этим темам компании тратят горы ресурсов, аспиранты защищают по ним докторские работы, и постепенно эти новинки включаются в конечные продукты, когда технология взрослеет и становится экономически эффективной и надёжной.
7) Вся стоимость уходит на соответствие правилам, без FDA эти машины стоили бы меньше в разы!
Это сложно опровергнуть, не приводя внутренние цифры из разных компаний, и я этого делать не буду. Я знаю, что в стоимость заложено соответствие правилам, но она не входит в список самых затратных статей. Для соответствия правилам и ограничениям требуются инженерные тесты и создание документации, но ничего такого, чего хорошая команда инженеров, заинтересованная в производстве безопасного устройства, не делала бы сама. А наличие чётких правил, единых для всех, позволяет конкурентам играть в равных условиях.
Да, вы можете пойти на AliBaba и купить там ветеринарный УЗИ-аппарат, который не подстраивали ни под какие стандарты. Удачи вам в получении качественного, или хотя бы просто полезного изображения, а также желаю вам, чтобы этот аппарат был безопасный, надёжный, и у него была какая-то поддержка. И вообще, чтобы он делал малую долю того, что доступно топовым УЗИ-системам.
Есть причины, по которым УЗИ – самый популярный способ получения изображений в медицине, и он безопасен в частности именно из-за правил и ограничений от FDA и прочих.
8) Что за тупица не сумеет сделать датчик без острых краёв!
УЗИ не похоже на МРТ или КТ в том смысле, что результат зависит и от пациента, и от доктора – все изображения отличаются друг от друга, и для их получения требуется опыт. Акустическое окно, в котором можно получить клинически полезные изображения, иногда требует размещения датчика в определённом месте и некоторого надавливания, что может быть неприятно для пациента. Если тот начинает двигаться из-за неприятных ощущений, это затрудняет получение хорошего изображения. У некоторых датчиков размер уменьшен специально, чтобы они могли добираться до труднодоступных мест, но попытка добиться максимальной акустической площади, требуемой для получения хорошей картинки, может привести к появлению не очень скруглённых углов. Они, конечно, не такие острые, чтобы резать пациентов, но могут привести к определённому дискомфорту, если будут разработаны неправильно. К тому же, создать кабель с 200 жилами и минимальной интерференцией легко, а создать его гибким, удобным для использования врачом и недорогим, трудно.
9) Телефоны дешёвые, а в них куча всяких технологий – почему УЗ-техника не такая дешёвая?
Каждый год продаётся несколько миллионов телефонов, это примерно на 4 порядка больше, чем УЗ-систем. В среднем телефоны живут от 18 до 24 месяцев, а УЗ-аппараты – десять и более лет. От качества телефонов не зависят жизни людей. Для УЗ-систем не существует экономии на масштабе. Возможно, это напоминает спор о том, что появилось раньше, курица или яйцо, и что «гениальное мобильное приложение» ещё не вышло, потому, что УЗ-система слишком дорогая, но если существует спрос, то придут и технологии. У вас есть такое приложение? Как некоторые упоминали, есть слухи о том, что в Butterfly Labs работают как раз над таким, но, несмотря на все мои связи в индустрии, я не слышал ничего о том, что они делают вот уже несколько лет. Надеюсь, они выдадут что-нибудь потрясающее, но до тех пор не надо применять экономию на масштабе с рынка смартфонов к рынку УЗ-аппаратов.
Комментарии (97)
usblexus
28.12.2016 04:36Я могу купить в магазине запчасти за $x, почему же система стоит дороже, чем $x?
Потому, что для сборки надёжной и подтверждённой платформы, на основе использования которой можно будет принимать медицинские решения, требуется множество усилий и человеко-часов.
А мне не нужна точная надежная платформа для подтверждения медицинских решений! Дайте мне самый дубовый датчик который я смогу подключить к компу я сам напишу ПО. Мне надо видеть сжался у меня желчный пузырь или нет — изменение в размере 2 раза, и мне плевать на четкость контрасность и точность, мне все равно какие там расстояния в реальных миллиметрах, просто надо сравнить одну картинку с другой. Все!
SovGVD
28.12.2016 09:54+5А теперь вопрос — кто купит такой аппарат? Что будет если например вашим дубовым датчиком посмотреть размеры плода (будущий ребенок) или неизвестную патологию? А что если ваш датчик перекосило и картинка вышла другая, а вы уже в панике бежите к врачу. Как вы собираетесь сравнивать изначальный размер органа по стандартизированному УЗИ с вашим вариантом?
arheops
28.12.2016 10:35-1… вы сначала побежите на другой УЗИ обычного класса и проверите. Но БЕЗ дешевого УЗИ вы даже НЕ УЗНАЕТЕ о проблеме.
SovGVD
28.12.2016 11:00Боюсь что лично я и с дорогим о проблеме не узнаю*, а если уже узнал о проблеме, то просто ходить и мониторить эту проблему (тем более лично мне врач сказал как часто, что мониторить, до каких пределов), но никак не делать свой аппарат УЗИ и без специалиста мониторить и решать вопросы своего здоровья. Человек не компьютер, перезагрузить, перепрошить после окирпичивания, сделать бекапы или откатится на прошлу версию не выйдет.
* так вышло что обе беременности жены нужно было мониторить очень часто и почти всегда я тоже был в кабинете и смотрел на экран с картинкой из мутных шумов, сильно отличающаяся от рекламных УЗИ где всё четко и ясно (и нет, аппарат не из дешевых, гуглил, как и больничка). Более того — когда врач рассказывала что вот это пятно — один орган, а это другой, а вот тут сердце и вот оно так и так и всё ок, а на экране всё еще шум какой то, но уже другой и чето в нем дергается, то закрадывалась мысль что самостоятельно что-то увидеть, а уж тем более диагностировать, это большая проблема. Хорошо что с ручками/ножками более-менее понятно и контрастно. А на более ранних стадиях аппарат меняет режим работы и там картинка еще хуже. (В компетентности врача уверен более чем, так как изначально 4 других «спеца» сообщили что детей не будет никогда, а их уже 2).olekl
28.12.2016 12:59Я тоже был на узи беременности. Очень много моментов было понятно сразу, некоторые были понятны после комментария врача, что это (в основном когда крупно отображался какой-нибудь фрагмент, а не картинка целиком). Так что применимость у дешевого узи вполне реальна.
SovGVD
28.12.2016 13:37Ну если такие вещи вам понятны сразу, то здорово:
Скрытый текст
olekl
28.12.2016 16:05Дома лежит распечатка, на которой ребенка видно целиком. Наверное, зависит от того, насколько врач захочет сделать понятную картинку. И речь в случае домашнего узи конечно же не идет о диагностике, все ли с ним в порядке, а о том, что можно увидеть наличие этого самого ребенка, и убедиться, что сердце у него бьется… Ну а потом и алгоритмы обработки подтянутся, уже сейчас же можно получать вполне себе 3д изображение, правда ценой гораздо более интенсивного воздействия, которое тоже не безвредно.
SovGVD
28.12.2016 16:11Т.е. в вашем понимании УЗИ для развлечения? Более того с большой вероятностью навредить на ранних сроках неведомыми домашними поделками на китайский датчиках. Зато дешево и без сертификации.
УЗИ делают не чтобы ребенка посмотреть целиком (это для родителей), а чтобы провести кучу замеров и выявить проблемы на ранних стадиях. 3Д (который настоящий, а не 2Д + сканирование = типа 3Д но с косяками) дык вообще для WOW эффекта, а стоит датчик заметно дороже, а картинка с дикой интерполяцией и горой артефактов.olekl
28.12.2016 16:55Ну так раньше и температуру только в больнице меряли, а про давление и вообще говорить не стоит, это ж был ого-го какой сложный прибор… Ртути в нем было кстати столько, что навредить можно было ого-го как при неосторожном обращении. Все движется к тому, что медицинские приборы движутся в сторону «ближе к обывателю», и думаю, что узи тоже пойдет по этому пути… Что кстати совсем не означает отсутствия сертификации на безопасность.
usblexus
29.12.2016 01:32Я еще раз повторюсь, есть куча людей которым не нужны ваши замеры, им надо знать как соотносится очертание их органа с тем что было вчера — все, там даже может быть только один масштаб, сколько там где миллиметров не имеет значения
fareloz
28.12.2016 13:43+1я не перестану повторять тут: а как насчет безопасности? УЗ может нанести вполне реальный вред, именно поэтому требуется серьёзная сертификация, так как аппараты имеют класс опасности.
usblexus
29.12.2016 01:29гипо/гипер активность желчного пузыря. При одной форме надо принимать холекинетики при другой спазмолитики Сейчас решение принимается на глаз без каких либо приборов вообще, тупо гадая на кофейной гуще, это безопаснее чем с дешевым узи? Так будет хоть какой-то источник информации который можно соотнести с самочувствием
fareloz
29.12.2016 11:28Вы прочитали мой комментарий прежде чем ответить? УЗ-аппарат может нанести реальный вред, так как УЗ — это волна, которая переносит энергию. Можно и ожог получить. Его сертификация — это залог безопасности. При чем тут то, что вы написали?
usblexus
29.12.2016 23:10Возможно я чего не понимаю, но имхо для определения наносит апарат ожоги или нет не нужна серьезная сертификация и стоит она должна не дорого. Электрочайник тоже может убить вас током и наверняка имеет сертификат однако он не стоит десятки тысяч долларов
fareloz
29.12.2016 23:55К сожалению, это не так. Как инсайдер говорю, что такая сертификация стоит достаточно дорого. Кроме того вроде как зависит от страны-производителя. Но это не точно, знаю только то, что слышу от менеджеров.
usblexus
29.12.2016 01:25А теперь ответ — обладатели смешанного холецистита — гипо/гипер активность желчного пузыря. При одной форме надо принимать холекинетики при другой спазмолитики, но вот проблема — как угадать какая у тебя сейчас форма когда ощущения практически теже? Угадывать надо 3 раза в день каждый день и если ошибешься — иногда так скрючит что с кровати встать не можешь. Это устройство смогло бы в разы упростит мою и не только мою жизнь
igruh
28.12.2016 07:57-4Второй персонаж откровенно пудрит всем мозги. Если его утверждения про необходимую точность изготовления в микрон верны, то прибор надо будет или поверять каждый день — не помялся ли, либо датчик новый ставить. А на самом деле всё действительно просто — норма прибыли у компаний и у энтузиаста закладывается принципиально разная. В одном случае будут оплачены годы будущих исследований и развития, а в другом — потрачен год своего (совершенно бесплатного) времени.
Prome_T
28.12.2016 12:59«Затем идёт пьезоэлектрически активный материал, преобразующий электричество в колебания и наоборот. У него также должна быть определённая толщина, не меняющаяся по поверхности, с точностью до микронов.»
На сколько мне известно, керамика наиболее стабильный материал. Например прецизионные концевые меры нередко делают именно из керамики.
Устойчивость к истиранию у нее тоже весьма высока, так что очевидно что для регулярных поверок геометрии датчиков просто нет никаких оснований.
robert_ayrapetyan
28.12.2016 07:57+2Вообще сам по себе результат (картинка), полученная с УЗИ, вообще ничего не скажет непрофессионалу (и, к сожалению, иногда не каждый профессионал сможет поставить правильный диагноз). Поэтому идея «УЗИ в каждый дом» абсурдна сама по себе.
usblexus
28.12.2016 08:41+1Незнаю как в каждый дом, но я мечтаю о таком девайсе с тех пор как подцепил хронический холецистит
arheops
28.12.2016 10:36Ну это пока. С развитием ПО и наличием узи в каждом доме — компьютер вам сам будет говорить чего и где у вас изменилося.
AllexIn
28.12.2016 09:22отдал за визит к доктору со своей повреждённой ногой $200
Ну а мне делали узи за 30$.
Тут как с epipen — не стоимость продукта определяет стоимость услуги.
Segmentq
28.12.2016 10:00Даже если этот аппарат будет создан и будет стоить 40$ его не смогут использовать медучреждения, т.к. для этого аппарата потребуются всевозможные лицензии и сертификаты соответствия от всевозможных органов и ассоциаций и в итоге сумма за такой аппарат не будет сильно отличаться от дорогостоящих аппаратов с высоким разрешением.
И такая система наблюдается во всех сферах: чиновники, ассоциации и крупные игроки собираются и придумывают стандарт и сертификацию по нему. Делают его обязательным и все довольны.
pewpew
28.12.2016 10:21Вы сами пишете, что бюрократия делает всем плохо. Но почему-то в итоге все довольны. Это же не правда.
Как будто им всем надо каждый раз собираться и придумывать эти спецификации, тратя на бюрократию кучу денег.Segmentq
28.12.2016 10:28Так довольны те, кто участвует в этом сговоре. Выхлоп от сертификаций многократно перекрывает затраты на начальную бюрократию с разработкой стандарта.
olekl
28.12.2016 12:55Ну так и не надо. Зато его можно будет использовать на уроках биологии или дома играться. А при обнаружении чего-нибудь подозрительного — идти в больницу на сертифицированный…
fareloz
28.12.2016 13:04я думаю вы утрируете. Есть еще пару важных функций сертификата — гарантия безопасности и поддержка открытых стандартов (например, DICOM)
areht
28.12.2016 10:04Я так и не понял, дорого стоит аппарат УЗИ, или датчик к нему? Обсуждается вроде цена аппарата, но технологии датчиков.
kvazimoda24
28.12.2016 10:35Я так понял, что дорого стоит набор датчиков с проводами, а компьютер с ПО даются в подарок.
areht
28.12.2016 10:59Датчики продаются отдельно
kvazimoda24
28.12.2016 11:31Это на случай, если компьютер с ПО вам уже подарили. Ведь вам не нужны две тумбочки с мониторами :)
VIPDC
28.12.2016 10:45+1Сравнение автора в начале и двух производителей дальше, это сравнение теплого с мягким.
ДА автор маленько перегибает, но с моей точки зрения ему стоило усилить внимание именно на «Почему УЗИ нет в каждом классе биологии в каждой школе, чтобы там можно было посмотреть, как работают мускулы и бьётся сердце?»
Вот действительная ниша для для 10$-100$ аппаратов УЗИ подключаемых к ПК и смартфону.
Обеспечить наглядность и исследования.
Хороший пример это аппарат «Emotiv EPOC», по сути простой дешёвый прибор аналог сложных систем для ЭКГ головного мозга, он не претендует на лечебные цели и стоит в 10 раз дешевле.
kvazimoda24
28.12.2016 10:55+1Что-то рассказчики так увлеклись устройством датчиков, что забыли рассказать, сколько же на самом деле стоит аппарат УЗИ.
У меня в телефоне стоит изделие с линейными размерами в 0,6 мкм (и то, это старая технология), это изделие практически расходник — SIM-карта. Я молчу про процессор и память в том же телефоне. Да, телефон продаётся огромными партиями, SIM-карты ещё большими. Но после этого говорить о точности как критерии высокой цены, мне кажется, не совсем корректно. Тут вопрос в технологии. Давайте тогда рассказывайте, как конкретно изготавливаются ваши датчики.
То, что рынок не резиновый, так есть ещё страны третьего мира, есть те же ветеринарные клиники. Вполне возможно, что сами рабочие элементы датчиков подойдут для каких-то инженерных задач — например «прощупывать» крыло какого-нибудь самолёта. И кстати, если не подходит, то почему? И на сколько сильно в этом случае различие?
IronHead
28.12.2016 12:09Все 100-200 проводов идут по кабелю длиной пару метров, и он должен быть достаточно лёгким и тонким, чтобы врач мог пользоваться им по восемь часов в день, не перенапрягая мышцы. Представляете, какими тонкими получаются отдельные провода? Позвоните продавцам кабелей и попросите у них кабель малого диаметра с 200 контактами, проводящий сигнал без помех, и вы узнаете его цену.
А вот построили новый дом в Москве, в нем 200 квартир, каждая стоит по 7-8млн рублей, знаете почему? Потому что дом не может быть дешевым, ведь в каждой квартире есть кран с водой. Только представьте, что к дому необходимо подвести 200 тоненьких трубочек с холодной водой, еще 200 трубочек с горячей водой и еще 200 тоненьких проводков для того чтобы в квартире был свет. Ну, как то так…Anarions
28.12.2016 13:34Воду и электричество можно подавать по общим трубам\проводам, в отличие от передачи данных от отдельных датчиков.
IronHead
28.12.2016 13:44+1Это был сарказм в неприкрытом виде.
Естественно, что воду подают по общим трубам, так и показания датчиков можно загонять в общий поток еще на стороне сенсора (как например делают в матрицах для фото и видео съемки).Anarions
28.12.2016 15:18Возможно тому есть техническое обоснование. Объёмы данных\шум\размер\тепловыделение сенсора.
tlv
28.12.2016 23:23+2Вообще, этот саркастичный комментарий показывает, на каком уровне находится развитие электронной части УЗИ аппаратов (а находится он там потому, что да, я считаю, что производителям не нужно вкладываться в RnD ради удешевления, мой комментарий будет об этом).
Еще много лет назад производители электроники поняли, что проще/дешевле передавать данные последовательно, нежели параллельно. В потребительских устройствах USB появился лет 20 назад уже, SATA — лет 15, SAS туда же. Не нужно тут никакого кабеля с 200 проводниками, объективно не нужно.
Вообще, я бы сравнил эту задачу — произвести УЗИ аппарат — с задачей сделать цифровую камеру.
В камере тоже есть светочувствительные элементы, коих — десятки миллионов, они очень маленького размера, и изготовить матрицу из них сложно. Есть изготовленные с высокой точностью линзы (иногда линзы покрывают слоями просветления, толщиной тоже с четверть длины волны, но уже световой, а это же порядка сотни нм — думаю, автор второй статьи плакал бы от счастья, получив заказ на изготовление такого слоя, объявляя его стоимость заказчику, и видел себя в собственном трехэтажном доме с Сан-Франциско, который он бы приобрел после исполнения заказа). Объектив тоже можно использовать годами, иногда ронять (правда, аккуратно, да), часто очищать… Есть сложный и быстрый ПАК по обработке сигналов с матрицы.
Так что, было бы нормально, если бы УЗИ аппарат стоил порядка нескольких тысяч долларов, как эта самая камера.IronHead
29.12.2016 11:10+1Хоть один адекватный человек нашелся, я вчера уже начал переживать за общий уровень развития аудитории гиктаймс.
Damme
28.12.2016 12:31+4Как производитель ультразвукового оборудования, считаю себя вправе давать комментарии.
Мы, правда, занимаемся технологическим, а не диагностическим, но фундаментальные ограничения у нас общие.
Итак, две основные причины, по которым ультразвук — это всегда сложно и дорого. Вторая причина является следствием первой.
1) Выпускаемые промышленностью материалы(что у нас, что за рубежом) не нормируются по звуковым параметрам. Любая акустическая система состоит из двух частей, условно назовем их приводом и акустикой. Привод — это или пьезокерамика(про которую много сказано в статье), либо магнитостриктор. Акустика — это металлические(основной материал — титан, также используются алюминий, сталь и некоторые другие) детали, преобразующие колебания привода в нужную моду и дающие необходимую амплитуду. Задача разработки нужной формы акустики — научная, а не инженерная, даже с использованием всех современных инструментов и программных пакетов это сотни и тысячи человекочасов. После разработки формы волновода и его изготовления оказывается, что все изготовленные преобразователи разные по своим акустическим параметрам, т.к. даже в пределах одной титановой болванки скорость звука в разных её частях может отличаться на десятки процентов.
2) Каждый ультразвуковой преобразователь нуждается в индивидуальной настройке после изготовления. Настройка ведется путем изменения геометрии, что в случае акустики — токарная и фрезерная работа.
olekl
28.12.2016 12:53+2Про автоматические инсулиновые помпы второй рассказчик бы тоже нашел, что рассказать. А родители детей просто берут и собирают их сами, тратя на два порядка меньше денег… А еще можно сравнить стоимость стоматологии где-нибудь в Америке и не в Америке. Думаете, второй рассказчик не нашел бы, чем обосновать американские цены? Так что да, второй рассказчик это, «не мешки ворочает», как мне кажется… Будем ждать переносной узи долларов за 30, и пусть он даже будет с пометкой «не является медицинским оборудованием, при любых подозрениях обратитесь к доктору»…
binariti
28.12.2016 12:57УЗИ ладно, допустим второй автор прав, но вот недавно сам задумывался о стоимости миостимуляторов. Просить за аппарат, который просто выдает электрические импульсы по заранее заданной программе 50-100 тысяч рублей (я здесь говорю о электростимуляции мышц для профилактики заболеваний позвоночника), это как раз таки и напоминает необоснованное завышение цены.
fareloz
28.12.2016 12:57Действительно, так и не понятно обсуждается вопрос цены датчиков или сканеров в целом. В общем могу сказать свое инсайдерское ИМХО: в большей степени покупатель платит за ПО чем за саму машину. В принципе, именно ПО определяет специфику сканера — будет он абдоминальным или кардиологическим. И это ПО возможно является самой дорогой частью.
Естественно это ПО закрытое. Компании тратят огромные деньги на рисерч, сотрудничают с университетами в своей стране и делают большие инвестиции. И естественно не забыть себя любимого — разработка тоже достаточно дорого стоит. А потом китайцы делают идентичные копии, не потратив ни копейки, и выкатывают на свой рынок по бросовым ценам.
Не согласен насчёт сертификатов. УЗ сканера имеют определённый класс опасности. Это основная цель сертификата — безопасность.
Iv38
28.12.2016 13:02+1Мне кажется, первый автор таки немного более прав. Второй, несмотря на опыт и знание внутренней кухни, смотрит более узко. Он, например, все время ссылается на особенности медицинского применения, хотя возможны немедицинские или околомедицинские, требующие меньшей точности, не нуждающиеся в сложной и дорогой сертификации. На данный момент доступных аппаратов нет, а производителям, похоже, не особо интересно искать новые рынки и создавать под них новые технологии, удешевлять производство.
Мне кажется, похожая история сейчас развивается с тепловизорами. Оказалось, что они таки могут стоить обозримое количество денег, если становятся массовым продуктом. И внезапно им находится куча околобытовых применений, а не только узкоспециальные.Anarions
28.12.2016 15:07+2Второй автор прямо говорит что для немедицинского применения можно заказать аппарат с алиэкспрэс.
Anarions
28.12.2016 15:35+1и тренироваться на нём на трупах свинок. А к живому человеку, особенно беременному, всё же лучше применять сертифицированные аппараты. УЗ вполне может нанести ощутимый вред.
Zergos_Z
28.12.2016 17:30Мое скромное мнение:
Есть два аппарата на основе ультразвука — один показывает картинку внутренних органов, второй способен разрушать камни в почках и разрушать ткани опухолей. И нет никакой гарантии того, что дешевый китайский датчик не сделает вместо первого — второе.
Также обратите также внимание на промышленные ультразвуковые сканеры — они не намного дешевле, хотя требования по безопасности у них намного ниже.Damme
28.12.2016 20:06+2Вы заблуждаетесь. Задачи диагностики и произведения технологического эффекта(разрушение камней и опухолей) с точки зрения ультразвуковых устройств взаимоисключающи. В первом случае необходимо как можно более широкополосное устройство с ровной АЧХ, как результат — маленькая амплитуда колебаний. Во втором случае устройство должно быть строго резонансным, чтобы достичь максимальной амплитуды. Разрушить ткани диагностическим преобразователем невозможно.
Anarions
28.12.2016 23:09Даже если он выйдет в какой-нибудь нештатный режим работы? Ну как минимум ударить током или обжечь — китайская несиртифицированная поделка вполне сможет.
DragonRU
29.12.2016 00:40С той же и даже большей вероятностью ударить током или обжечь может и китайский утюг. Хотите ли вы сказать, что надо ввести обязательную сертификацию всех продаваемых утюгов, с теми же стандартами, что и у FDA? Нет? А отличие ситуации только в том, что утюг — гораздо более привычный инструмент, и возможности спекулировать на связанных с ним страхах просто нет.
Anarions
29.12.2016 00:58На бытовую технику есть довольно строгая сертификация. И ответственность производителя если что то пойдёт не так
DragonRU
29.12.2016 07:19Проходит ли китайская техника с Алибабы эту сертификацию? Если да — то исходя из чего вы считате, что китайские же ультразвуковые сканеры такую сертификацию не проходят? Если нет — то возвращаемся к исходной ситуации. Разницы между двумя этими группами товаров не обнаруживается ни в одном из вариантов.
Anarions
29.12.2016 09:22Так и китайский сканер вам никто не запрещает купить. Пользоваться в клинике не разрешат, и этому я рад.
Damme
29.12.2016 08:55Акустические параметры преобразователя обусловлены его размером и формой, никаких «нештатных режимов» работы там быть не может.
«Ударить» током они тоже не могут — там ток высокой частоты, у него крайне слабая проникающая способность в тело человека.
tlv
29.12.2016 09:52Так можно сравнивать какой-нибудь дисплей смартфона (а то и просто светодиод, чего уж там), китайский, несертифицированный, с лазером для резки или гравировки.
И там и там свет? Свет. Может смартфон выйти на нештатный режим работы, и прожечь лазером дыру в человеке?
Не говорите ерунды про вред УЗ, тут мощности излучателей отличаются на порядки, не говоря уже о прочих параметрах.
Unrul
29.12.2016 10:19Основной вопрос статьи не в том, почему УЗИ-аппараты такие дорогие, а почему приём у доктора такой дорогой. И тут претензии должны быть уже к системе здравоохранения. Всё-таки УЗИ-аппарат не одноразовый, и если брать срок службы равный 10 лет, то цена аппарата будет составлять менее 1% от цены услуги. В предположении, что он часто используется. Если же цена услуги так сильно зависит от цены аппарата, то возникает вопрос: почему аппарат так неэффективно используется? Может стоит организовывать специализированные УЗИ-центры, где время простоя аппаратов будет минимально?
igruh
29.12.2016 17:22Давайте прикинем. УЗИ делается не менее 15 минут, смена 8 часов, загрузка 300 дней в год. За десять лет получается 100К сеансов. При стоимости аппарата 100К долларов это один доллар за сеанс, соответственно менее 1% будет при стоимости услуги не менее 100 долларов, но это уже стоимость томографии. Т.е. получается, что при таких ценах на оборудование даже в специализированном центре со 100% загрузки стоимость оборудования не меньше 5%.
novice2001
29.12.2016 13:57Второй автор, мягко говоря, подает информацию не слишком честно.
Да, R&D затраты ведущих производителей велики, видимо это миллиарды долларов в год.
Да, стоимость производства некоторых компонентов аппаратуры тоже довольно велика.
Только вот все такие производители параллельно исследуют примерно одно и то же (иначе рынок занял бы один производитель с какой-нибудь революционной технологией).
Сделай открытые интерфейсы подключения датчиков — и их не придется разрабатывать каждому производителю, достаточно будет сделать это только однажды (естественно, для каждого поколения таких устройств). Соответственно, стоимость R&D будет поделена на гораздо большее количество датчиков. Ну, и производства двух десятков разновидностей датчиков будет в пересчете на одно устройство тоже значительно дешевле производства, скажем, двух сотен их разновидностей. И т.д.
Так что «мистер с опытом разработки» прямо скажем врет. Стоимость аппаратов УЗИ можно сделать значительно ниже, но это просто никому не выгодно.fareloz
30.12.2016 00:00Если вы про физические датчики (зонды, пробы как угодно), то это не так важно. Не понятно из статьи имеется в виду весь сканер или зонды. В случае с целым сканером большая часть стоимость — ПО. Внутри обычный компьютер с дискретной видеокартой и виндой, а вот ПО — это то, что отличает сканера по предназначению и ценовому сегменту. Поэтому все не так просто
novice2001
30.12.2016 00:24Второй автор рассказывает именно о датчиках, какие там сверхточные детали — аж микронные допуски и т.п.
И если сделать единый датчик каждого типа, да выпускать их десятками миллионов, а не сотнями тысяч, то стоимость их упадет многократно.
А софт при наличии доступных датчиков со временем будет и open-source, т.е. бесплатный.
Так что отсутствие единого стандарта и высокие цены — именно от жадности.fareloz
30.12.2016 00:371. Сами датчики по себе не несут какой-либо ценности. Очень важен софт. Вы можете на абдоминальном сканере делать снимки сердца, но комфорта и необходимых автоматический фич там не будет. Ультрозвук везде одинаков, только софт делает нужное представление и удобство.
2. Единые стандарты есть. Например, для хранения изображений — DICOM. Кроме того сами компании, тот же Philips, Siemens, GE, стремятся его поддерживать чтобы их сканера открывали любые картинки.
Само же ПО вряд ли будет открытым. На его создание тратятся колоссальные ресурсы как на написание и тестировку, так и на исследования. Кто будет это оплачивать в случае опенсорса? Баннеры предлагете показывать?
3. Не малую толику к цене добавляют сертификаты. Они несут очень важную функцию — безопасность. Алкоголь имеет акциз, лекарство лицензия, а сканер — сертификат. Все это для того чтобы вы в случае сканирования не повредили плод или не сделали ожог.
4. Насчет сговора — не примеряйте мировой рынок и наши реалии. В этой сфере достаточная конкуренция чтобы регулировать ценовую политику. Мы пытаемся сделать продукт как можно лучше и дешевле, чтобы он был лучше чем у конкурентов и доступнее для потребителя. В целом теория о заговоре относится к конспирологии.novice2001
30.12.2016 00:44Еще раз. Перечитайте аргументы второго автора. Он зациклился именно на датчиках, высокая стоимость которых определяется именно жадностью.
Единый стандарт нужен на то, что нельзя быстро и практически бесплатно переделать — железо. Формат изображений — вещь исключительно софтовая.
На написание кода Linux и других заметных open-source продуктов тоже тратятся колоссальные ресурсы. И ничего — сообщество живет и рекламные баннеры не показывает.
Сертификаты в подавляющем большинстве случаев — сравнительно честный отъем денег, и не более того. Если аппаратно излучатель выдает 1 мВт (условно) мощности, то никакой софт не заставит его выдать 1 Вт и причинить ожог. Ну или попробуйте написать софт, чтобы 100 Вт лампочкой осветить Луну.
А лучше не пишите такой чуши.
Теории заговора тут никакой нет. Есть жадность, прикрываемая словами о «сложности», «безопасности» и т.п.
ChALkeRx
29.12.2016 19:45Назовите технологию, более полезную, дающую больше знаний, более интересную и более дорогую, чем аппарат для ультразвукового исследования.
МРТ же. (Извините, не сдержался).
Delics
Второй рассказчик как-то не убедителен. «То, что мы делаем — это очень сложно, очень дорого». Но ведь ему и говорят выше, что не так уж это и сложно, не так уж и дорого.
DragonRU
Ага — рассказ про то, какие отклонения в размерах возможны у линз и подобное смахивает на демагогию. «Почему-то» в других областях такие технические требования не приводят к дикому удорожанию продукции. Плюс к тому — из аргументов, почему ветеринарный аппарат при всех тех же технологиях стоит намного дешевле, у второго автора имеется только FUD. Для меня — так это однозначный указатель, на чьей стороне правота.
SovGVD
Как верно подметил второй рассказчик: «если вы правда верите… в то, что УЗ-системы очень просто сделать, то запускайте свою компанию и пользуйтесь той лёгкой прибылью, которую упускают все остальные.»
Самое забавное (и не смешное) что это во всех отраслях. Вот в программировании например, в ТЗ указано «добавить фичу1», вроде просто на первый взгляд, а менеджер дык вообще уверен что задача на 5 минут, начинаешь делать, а фича1 зависит от фича5, фича9, либа13, либа999 определенной версии, но если поменять то фича с 2 по 3 не будут работать, еще надо писать прослойку к база1, база2, с учетом того что база2 иногда не доступна, а еще в проекте легаси код, который или рефакторить надо, или подпирать костылем. И хорошо если от фича1 не зависит жизнь, постановка диагноза и прочее.
DragonRU
Можете почитать Ричарда Брэнсона, что это такое — выйти на рынок, на котором крупные игроки снимают все сливки. И какие методы эти крупные игроки используют, чтобы задавить конкурента в зародыше. Так что этот аргумент второго рассказчика для меня — скорее аргумент, чтобы не верить его словам. Вы, конечно, можете предполагать, что именно в этой отрасли все не так и все крупные игроки — честные и порядочные, но мне в это что-то не верится.
SovGVD
Т.е. вы хотите сказать что если можно сделать аппарат УЗИ например в 2...3...10 раз дешевле, но продавать его по той же цене, то это никому не надо и никто из игроков рынка даже не подумает купить конкурента с потрохами и патентами, а просто задавит без суда и следствия?
Тут вот человек из отрасли говорит что второй автор очень даже прав. Кому верить?
rPman
еще раз повторяю за оппонента, сделать на порядок дешевле чем продать на уже сформировавшемся рынке, тем более если там злобные монополисты, повышающие цены на порядок!
когда у тебя поддержка в виде госаппарата можно горы сворачивать, к сожалению этим пользуются те самые злые, и они уже у руля.
fareloz
Так и есть. У нас даже клавиатуру физическую убрали и пристроили на тачскрин лишь бы сделать аппарат более доступным по цене. Также использовали старые корпуса с прошлых моделей, хоть они и больше.
neochapay
Линк можно?
Anarions
Для того чтобы добиться 20% качества (отсутствующего у китайских ветеринарных поделок) необходимо приложить 80% усилий. И если бы не миллионы(или миллиарды) потраченые на R&D европейскими компаниями — китайцам просто не с чего было бы копировать.
DragonRU
Ну хорошо, возьмем вашу (IMHO, завышенную) оценку и умножим цену на 5. Все равно получим 6500 долларов вместо 20 тысяч. Или в 3 раза дешевле. Да и про отсутствие качества — это еще надо обосновать. Пример Xiaomi или LeTV говорит как раз про обратное — что с качеством все в порядке.
Anarions
Как было сказано десяток раз — можете и знаете как делать такие аппараты в 2 раза дешевле — ваш стартап заберут с руками и ногами. А почему цену умножаете на 5? У китайских копировщиков есть R&D отделы?
DragonRU
Знаете, наблюдая за действиями большой тройки провайдеров в Торонто (Bell, Rogers и Telus) — я не верю, что эти компании будут забирать стартап с руками и ногами, а не приложат вместо этого все усилия к тому, чтобы разорить его.
А на 5 умножаю — потому что это вы говорили про 80%. И еще — если вы хотите сказать, что более 90% цены (или 2/3, в зависимости от чего считать) — это R&D, то такое заявление было бы неплохо и обосновать.
Anarions
У них высокотехнологичный продукт выпускаемый малыми партиями, почему вас удивляет то что R&D там будет значимой долей бюджета?
Думаете кто-то из провайдеров расстроился бы если бы они смогли тратить на предоставление своих услуг меньше? И тем самым выдавить конкурентов, при этом ещё и получая бОльшую прибыль? Как то вы странно понимаете принципы ведения бизнеса.
DragonRU
Тупой пример — имеются 2 продукта, один — стоимостью 20000 долларов, другой — стоимостью 100 долларов. Что выгоднее компании — производить только первый продукт, чтобы и те, кто мог бы обойтись продуктом за 100 долларов, покупали 20000-долларовый, или производить оба, тем самым снижая долю рынка и для своего 20000 долларового продукта? Да, рынок мы в данном примере считаем неэластичным, где суммарный спрос на продукты этого типа слабо зависит от цены, как, собственно и есть в данной ситуации.
Anarions
Пример и вправду тупой. С чего вы взяли что рынок неэластичен при разнице цены в 20 раз? Что мешает продавать 100-долларвый продукт за 2000 и иметь с него бОльший профит чем с аппарата за 20000?
BalinTomsk
Bell и Telus одно и то же
Rogers и Virigin mobile
Wind Mobile который частично российский
DragonRU
Bell и Telus одно и то же
Вовсе нет. Две совершенно разные компании.
Я в первую очередь говорил про Интернет провайдеров. Да, там есть десятки мелких контор, но их усиленно давят. А как это происходит — если будет интересно, могу рассказать на примере случая с Рождерсом и 3Web, который я сам наблюдал.
BalinTomsk
--Да, там есть десятки мелких контор, но их усиленно давят.
Никто их давить не может в силу антимонопольных законов. Я пользуюсь http://www.execulink.ca/ — давно существует.
DragonRU
Между законом и его реализацией на практике есть огромная разница. В моем случае, поскольку 3Web пользуется сетями Роджерса, подключение должен был осуществлять техник от Роджерса. Так вот, по закону он обязан придти, на практике — у него «не получалось» придти в течении целого месяца. Как вы назовете такое?
destroy
R&D это разовая работа, за нее уже были получены деньги.
Nubus
Да ладно? Простейший пример: оптические стекла (optical flats) допустим с Lambda/10 (1/10 длины волны, обычно берется длина волны 635 нм) и отсортируем их по размеру. Получится что кусочек диаметром 25 мм всего и полировкой с обеих сторон-170$. Типичные рассуждения что кусочек диаметров в 250мм должен стоить около 1700$, а ничего подобного, всего-то 3950$!!! Это цены на простейшее кварцевое стекло которое достаточно легко полируется и плюс там толщина около 5-10 мм. Чем тоньше будет стекло, тем ваш ценник будет больше упиратса в 1000+ долларов за круглешок диаметром 25мм.
А теперь возьмем спец материалы которые нужно обрабатывать спец химией, толщиной 1-2мм и выдерживать такие же стандарты. Поэтому и стоит столько.
DragonRU
Вообще-то типичным рассуждением будет, что цена примерно пропорциональна площади — и должна быть 17000$ или чуть дешевле. Это раз.
А во-вторых, вы ставите вопрос не так. Он должен звучать — «существует ли возможность ультразвукового сканирования без применения дорогостоящих технологий?». Судя по попыткам создать сканер стоимостью в несколько десятков долларов — да. Допустим даже, эта технология будет доведена до ума. Будет ли крупным компаниям выгодно использовать ее? Однозначно нет — спрос останется таким же, а цена и прибыль резко упадет. Продолжать?
Anarions
При снежении цены спрос возрастёт. Запатентовав подобную технологию можно будет какое-то время продавать аппараты себестоимостью в 100$ по половине стоимости сегодняшних аппаратов, тем самым отбить стоимость исследований (патенты для того и существуют). Этого не сделали до сих пор не потому что не хотят, а потому что не могут.
DragonRU
При снижении цены спрос возрастет только в случае эластичности рынка. Чего в данном случае явно не наблюдается. Да и какую технологию вы предлагаете запатентовать? Ту, на которой уже пытаются делать дешевые сканеры? Так что вопрос стоит так — почему в этих попытках не принимают участия крупные компании? Потому что не могут, или все-таки потому что не хотят?
Anarions
С чего вы взяли что явно не наблюдается? Сравните количество стетоскопов и хороших УЗИ аппаратов.
ptica_filin
Про эластичность рынка автор написал в самом начале. Почему нет УЗИ в школе? почему нельзя купить аппарат домой? Почему его нет у любого участкового терапевта наряду с тонометром и градусником?
Другой вопрос, что правильной работе с УЗИ и расшифровке изображений нужно учиться. Иначе вообще ничего не поймёшь.
DragonRU
Вот именно — то есть, эластичность рынка надо создавать. При этом — 1) нужны инвестиции; 2) прибыль с нового рынка будет намного меньше, чем с имеющегося, и 3) часть спроса с имеющегося рынка перетечет на новый, и не факт, что общий спрос в денежном исчислении не окажется ниже. По мне, так это и называется — неэластичный рынок.
ptica_filin
С компьютерами когда-то тоже так было. Дорогие и немногочисленные уступили место дешёвым и массовым.
zedroid
Работаю в разработке мед. оборудования.
Аргументы предоставленные вторым автором верны на 100%. Пока не начнешь разрабатывать такие вещи сам, это трудно понять. Не буду Вас убеждать или доказывать, это выйдет слишком долго.
P.S «Другие области» это военка и космос видимо?