Naukowcy tworzą samoprzylepne urządzenie ultradźwiękowe
Maya Ordoñez
Aug. 1, 2022 -- Dzięki najnowszym innowacjom zespołu z Massachusetts Institute of Technology (MIT) wykonanie badania ultrasonograficznego może wkrótce stać się równie łatwe jak założenie plastra.
Naukowcy opracowali nowe bioadhezyjne urządzenie ultrasonograficzne, czyli "naklejkę ultrasonograficzną", która może zapewnić 48-godzinne obrazy ultrasonograficzne narządów, mięśni i tkanek. Ostatecznie naklejka może być używana w domu, zapewniając korzyści dla każdego, ale jest szczególnie cenna w opiece nad kobietami w ciąży i sportowcami.
Konwencjonalna technologia ultrasonograficzna jest dostępna tylko w szpitalach i wymaga dużego, nieporęcznego sprzętu, który dostarcza obrazów z jednej krótkiej sesji. Teraz ta sama technologia może być dostępna jako mały, nadający się do noszenia plaster.
"To będzie zmiana gry w dziedzinie obrazowania medycznego, zwłaszcza obrazowania ultradźwiękowego, a także w dziedzinie urządzeń do noszenia", mówi Xuanhe Zhao, PhD, część zespołu z MIT i starszy autor ostatniej pracy Science o urządzeniu.
Zajrzyj do środka
Aby uzyskać obraz za pomocą tradycyjnych ultradźwięków, na skórę nakładany jest najpierw żel, który pomaga w przenoszeniu fal ultradźwiękowych. Fale te są wytwarzane przez przypominającą pałeczkę sondę, która jest wciskana w pożądany obszar. Fale odbijają się od narządów wewnętrznych ciała, odbijają się echem i są odbierane przez sondę, tworząc obraz.
Zamiast żelu i patyczka, Zhao i jego zespół wynaleźli cienką sondę w formie plastra, która łączy się z podobnym do galaretki "couplantem" ułatwiającym przenoszenie fal ultradźwiękowych. Patyczek ma 2 centymetry kwadratowe i 2 do 3 milimetrów grubości - mniej więcej wielkość i grubość niklu. Plaster pozwala na obrazowanie zarówno blisko powierzchni, jak i do 20 centymetrów w głąb.
Przyklejony do Ciebie
Naklejka została przetestowana na 15 uczestnikach w różnych obszarach ciała - w tym na ramieniu, szyi i klatce piersiowej - co podkreśliło tylko niektóre z jej potencjalnych korzyści. Uczestnicy byli monitorowani przez 48 godzin i wykonywali codzienne czynności, takie jak chodzenie, jogging i jazda na rowerze.
Na przykład, gdy naklejka ultradźwiękowa została umieszczona na ramieniu, była w stanie nieprzerwanie obrazować biceps w ciągu 48 godzin. Była ona wystarczająco czuła, aby Zhao mógł monitorować mikrouszkodzenia w tych mięśniach podczas i po 1-godzinnej sesji podnoszenia ciężarów.
"W przyszłości, potencjalnie sprzęgając go z jakimś algorytmem przetwarzania obrazu, naklejka ultradźwiękowa będzie ostrzegać, kiedy ćwiczenie jest wystarczające", mówi Zhao, co mogłoby zapobiec urazom lub pomóc w kierowaniu rehabilitacją.
Po umieszczeniu na szyi, naklejka była w stanie monitorować ciśnienie krwi (BP). Pomiar ciśnienia tętniczego za pomocą mankietu jest trudny do wykonania, niezawodny i długotrwały, mówi Zhao. To urządzenie mogłoby stale monitorować średnicę tętnicy szyjnej i ostrzegać pacjentów oraz lekarzy o podwyższonym ciśnieniu krwi.
Po umieszczeniu na klatce piersiowej, chory obrazował serce, oferując potencjalne nowe opcje zarządzania dla osób z problemami z sercem. Ultradźwięki mogą być stosowane bezpośrednio na klatce piersiowej i wysyłać obrazy lub wideo do klinicystów, Zhao mówi.
Inna funkcja - która nie została przetestowana w badaniu, ale ma potencjał, według Zhao -- - jest zdolność do monitorowania płodów. Ogólnie rzecz biorąc, kobiety mają dwa do trzech ultradźwięków podczas ciąży. Naklejka ultradźwiękowa może pozwolić matce i jej lekarzowi na oglądanie płodu tak często, jak jest to potrzebne, aby zapewnić dobry stan zdrowia.
Kolejne kroki
Obecnie naklejka jest podłączona do skrzynki danych za pomocą przewodów. Zhao i jego zespół pracują nad stworzeniem naklejki drugiej generacji, która będzie bezprzewodowa i będzie w stanie połączyć się ze smartfonem użytkownika. Szacuje on, że od 2 do 5 lat zintegrowany system zostanie wykonany bezprzewodowo i otrzyma zgodę FDA na zastosowanie medyczne w Stanach Zjednoczonych.
Są to pierwsze kroki w tym, co ma nadzieję, że będzie duży ruch do przodu w technologii wearable, z ostatecznym celem "lepsze zdrowie dla całego świata", mówi.
