Исследователи создали адгезивное ультразвуковое устройство

Майя Ордоньес

1 августа 2022 г. -- Пройти ультразвуковое исследование скоро может стать так же просто, как наклеить пластырь®, благодаря недавним инновациям команды Массачусетского технологического института (MIT).

Исследователи разработали новое биоадгезивное ультразвуковое устройство, или "ультразвуковую наклейку", которая может обеспечить 48-часовое ультразвуковое изображение органов, мышц и тканей. В конечном итоге наклейка может использоваться в домашних условиях, принося пользу любому человеку, но особенно ценна для лечения беременных женщин и спортсменов.

Традиционные ультразвуковые технологии доступны только в больницах и требуют большого, громоздкого оборудования, которое позволяет получать изображения в течение одного короткого сеанса. Теперь та же технология может быть доступна в виде небольшого носимого пластыря.

"Это изменит ситуацию в области медицинской визуализации, особенно ультразвуковой визуализации, и в области носимых устройств", - говорит Сюаньхэ Чжао, доктор философии, член команды из Массачусетского технологического института и старший автор недавней статьи об устройстве в журнале Science.

Взгляд изнутри

Для получения изображения с помощью традиционного ультразвука на кожу сначала наносится гель, который помогает передавать ультразвуковые волны. Эти волны генерируются похожим на палку зондом, который прижимается к нужной области. Волны отражаются от внутренних органов тела, отражаются от них и улавливаются зондом, создавая изображение.

Вместо геля и палочки Чжао и его команда изобрели тонкий пластырь-зонд, который работает в паре с желеобразной "наклейкой", облегчающей передачу ультразвуковых волн. Наклейка имеет площадь 2 сантиметра и толщину 2-3 миллиметра - примерно размер и толщину никеля. Пластырь позволяет получать изображения как вблизи поверхности, так и на глубине до 20 сантиметров.

Застрял на вас

Наклейка была протестирована на 15 испытуемых на различных участках тела, включая руку, шею и грудь, что позволило выявить лишь некоторые из ее потенциальных преимуществ. За участниками наблюдали в течение 48 часов, и они занимались повседневной деятельностью, такой как ходьба, бег трусцой и езда на велосипеде.

При наклеивании на руку, например, ультразвуковая наклейка смогла непрерывно получать изображение бицепса в течение 48 часов. Она была достаточно чувствительной, чтобы Чжао мог отслеживать микроповреждения в этих мышцах во время и после 1-часового занятия тяжелой атлетикой.

"В будущем, при использовании алгоритма обработки изображений, ультразвуковая наклейка будет предупреждать вас о достаточности физической нагрузки, - говорит Чжао, - что может предотвратить травмы или помочь в реабилитации".

При размещении на шее наклейка могла контролировать кровяное давление (АД). Измерение АД с помощью манжеты трудно сделать носимым, надежным и долговременным, говорит Чжао. Это устройство может постоянно контролировать диаметр сонной артерии и предупреждать пациентов и врачей о повышенном кровяном давлении.

При наложении на грудную клетку аппарат делает снимки сердца, предлагая потенциально новые варианты лечения людей с проблемами сердца. По словам Чжао, ультразвук можно накладывать прямо на грудь и передавать изображения или видео врачам.

Еще одна функция - которая не была проверена в исследовании, но, по словам Чжао, имеет потенциал - это возможность наблюдения за плодом. Как правило, во время беременности женщины проходят от двух до трех ультразвуковых исследований. Ультразвуковой стикер может позволить матери и ее врачу видеть плод так часто, как это необходимо для обеспечения хорошего здоровья.

Следующие шаги

В настоящее время наклейка подключена к блоку данных с помощью проводов. Чжао и его команда работают над созданием стикера второго поколения, который будет беспроводным и сможет подключаться к смартфону пользователя. По его оценкам, на то, чтобы сделать интегрированную систему беспроводной и получить разрешение FDA на медицинское использование в США, потребуется от 2 до 5 лет.

Это первые шаги в том, что, как он надеется, станет большим шагом вперед в области носимых технологий, конечной целью которых является "улучшение здоровья всего мира", - говорит он.