Ультразвуковая визуализация органов в будущем может проводиться с помощью устройства в виде пластыря на коже, и оно будет передавать изображения в течение 48 часов.
Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) разработали девайс размером с почтовую марку, который создает изображения тканей с высоким разрешением. Результаты исследования были опубликованы 28 июля в журнале Science.
Один из соавторов исследования, профессор Сюаньхэ Чжао считает, что их разработка открывает новую эпоху визуализации, когда всего несколько пластырей на коже позволяют получать изображения тканей и структуры внутренних органов.
Наклейка размерами около 3/4 дюйма и толщиной 1/10 дюйма позволит обходиться без громоздкого специализированного ультразвукового оборудования, которое доступно только в клиниках, и для получения изображений необходимо нанести гель на кожу и затем использовать ультразвуковой датчик для подачи звуковых волн в тело.
Отражение звуковых волн позволяет получать изображения органов, сосудов, тканей. В некоторых клиниках датчики прикрепляют к роботизированной руке, и они могут обеспечивать визуализацию в течение достаточно длительного времени, но гель, который наносят на кожу, со временем высыхает.
На данным этапе созданные пластыри должны быть подключены к оборудованию, но ученые работают над тем, чтобы управлять ими без проводов.
Такая перспектива позволит пациентам носить эти пластыри дома.
Как показало исследование, пластыри плотно прилегали к коже, что позволяло получать изображения, даже если пациент вставал и начал ходить или бегать.
Как предполагают ученые, будет необходимо прикреплять несколько пластырей к разным местам на теле, и они будут передавать информацию на мобильный телефон и по запросу алгоритмы ИИ будут анализировать изображения.
Созданные ранее растяжимые ультразвуковые датчики — позволяли получать изображения с плохим разрешением.
Новая ультразвуковая наклейка, которая была разработана командой ученых из Массачусетского технологического института, формирует изображения с более качественным разрешением за счет комбинации жесткого слоя преобразователей с эластичным клеевым слоем. Посередине пластыря располагается твердый гидрогель, пропускающий звуковые волны. Клеевой слой представляет собой два тонких слоя эластомера, который блокирует высыхание гидрогеля и это позволяет акустических волнам эффективно проникать в тело и получать, таким образом, качественные изображения.
В ходе тестирования патчи наклеивали на различные участки тела здоровых добровольцев. Наклейки предоставляли четкие изображения тканей и основных структур, включая изменение диаметра крупных кровеносных сосудов, в течение 48 часов. Волонтеры в ходе тестирования могли стоять, ходить, поднимать тяжести.
В ходе тестирования проводилась запись изображений и удалось наблюдать, как сердце меняет форму, когда человек выполняет физические упражнения. Кроме того, ученые смогли выявить визуальные признаки микроповреждений мышц после подъема тяжестей.
Группа ученых работает не только над созданием беспроводной технологии наклеек, но и проводит разработку алгоритмов ИИ, которые смогут лучше интерпретировать ультразвуковые изображения.
