Innowacyjny plaster ultradźwiękowy umożliwia 48-godzinne monitorowanie organizmu

Umierać badanie ultrasonograficzne (USG) to bezpieczna, nieinwazyjna metoda pozwalająca lekarzowi na uzyskanie cennych informacji o narządach wewnętrznych pacjenta. Jednak obecnie wymaga użycia dużego, nieporęcznego i drogiego sprzętu, który jest dostępny tylko w gabinetach lekarskich. Inżynierowie z MIT stworzyli miniaturę system ultradźwiękowyopracowany, który można przykleić do skóry jak plaster i 48 godzin długo udostępnia obrazy.

Testy na ochotnikach wykazały, że urządzenie dobrze przylega do skóry i zapewnia dobrej jakości obrazy dużych naczyń krwionośnych i głębiej położonych narządów. Ponadto można było zmienić narządy rejestrowane podczas różnych czynności, gdy badani siedzieli, stali, spacerowali lub jeździli na rowerze.

Na tym etapie prototyp wymaga połączenia przewodowego z urządzeniem, które przekształca odbite fale w obrazy. Jednak, jak zapewniają nas twórcy, może się przydać nawet teraz. Na przykład może być używany w szpitalu do ciągłego monitorowania pacjenta bez konieczności wykonywania badania przez lekarza.

 Źródło obrazu: MIT ; Ci,

Obecnie trwają prace Łatki wyposażone w połączenia bezprzewodowe. Takie plastry ultradźwiękowe można by następnie nałożyć w gabinecie lekarskim lub nawet w domu i przesłać dane np. na telefon pacjenta, skąd obraz może być dalej transmitowany lub w Analiza w czasie rzeczywistym za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji mógłby. Wierzymy, że zapoczątkowaliśmy nową erę mobilnego obrazowania. Za pomocą zaledwie kilku plastrów będzie można zaobserwować narządy wewnętrzne danej osoby, mówi główny autor badania, profesor inżynierii MIT Xuanhe Zhao.

Do tej pory nie udało się opracować urządzenia o wysokiej jakości Długoterminowe monitorowanie ultradźwiękowe pozwala. Ręczne urządzenie do obrazowania ultrasonograficznego miałoby ogromny potencjał dla Diagnostik. Jednak obecne łatki ultradźwiękowe zapewniają jedynie obrazy o stosunkowo niskiej rozdzielczości i nie mogą obrazować głęboko położonych narządów, mówi Chonghe Wang z MIT.

Naukowcom z Massachusetts udało się połączyć elastyczną warstwę klejącą ze sztywnym układem przetwornika. Umożliwiło to umieszczenie urządzenia na skórze przy jednoczesnym zachowaniu względnej pozycji głowic w celu lepszego obrazowania. We wcześniej stosowanych rozwiązaniach o podobnym charakterze znajdują się: tablice przetworników elastyczny, który zmienia położenie przetworników względem siebie, powodując deformację obrazu i niższą rozdzielczość.

,de przedmiot samoprzylepny urządzenie składa się z dwóch warstwy elastomeru, pomiędzy którymi zamknięty jest elastyczny, rozciągliwy żel. Elastomer chroni żel przed wysychaniem – tłumaczy Xiaoyu Chen, współautor urządzenia. Dolna warstwa elastomeru jest samoprzylepna, w górnej znajdują się czujniki. Całe urządzenie ma powierzchnię około 2 cm2 i grubość 3 mm.

Podczas testów na ochotnikach, nadające się do noszenia urządzenie ultradźwiękowe dobrze przylegało do skóry przez 48 godzin i zapewniało dobre obrazy, podczas gdy badani siedzieli, stali, biegali na mechanicznej bieżni, jeździli na rowerze stacjonarnym i podnosili ciężary. Na przykład naukowcy byli w stanie określić różnicę w średnica naczynia krwionośnego obserwowane między obiektem siedzącym a stojącym. Dyski rejestrowały zmiany w kształcie serca podczas ćwiczeń lub zmiany w żołądku po napojach. A kiedy uczestnicy podnosili ciężary, ultradźwięki wykryły jasne ślady w mięśniach, które wskazywały na tymczasowe mikrourazy. Na przykład możemy rozpoznać moment, w którym ćwiczenie przeciąża mięśnie i je zatrzymać, wyjaśnia Chen.

Naukowcy zamierzają teraz opracować bezprzewodową wersję łatka ultradźwiękowa do opracowania, które można wykorzystać w gabinecie lekarskim lub w domu, nie tylko do monitorowania narządów, ale także do monitorowania np. przebiegu guzów nowotworowych czy rozwoju płodu.