Ультразвук с наклейкой революционизирует визуализацию

Ультразвук дает нам живые изображения изнутри нашего тела. Это безопасный неинвазивный метод диагностики, которому можно научится на лучших курсах для врачей УЗИ. Аппарат можно использовать, например, для исследования функции сердца, измерения размеров органов или наблюдения за ребенком в утробе матери. Зонды, с помощью которых звуковые волны направляются в тело, довольно громоздки и могут использоваться только стационарно. Группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) в Кембридже разработала устройство размером с пластырь, которое можно прикрепить к телу и получать непрерывные ультразвуковые изображения в течение 48 часов.

Ультразвуковые устройства излучают неслышимые звуковые волны. Помещенные на кожу, эти волны проникают в тело, отражаясь от тканей и органов. Разные ткани отражают ультразвуковые волны в разной степени. Компьютер определяет размер, форму, положение и структуру органов по этим эхосигналам. Это видно на мониторе. Например, вы можете увидеть работу сердечных камер или движение ребенка в утробе матери.

Беспроводная связь в качестве пункта назначения

Свою последнюю разработку исследователи представляют в журнале «Наука». Они прикрепили наклейки к испытуемым и смогли показать, что мини-устройства обеспечивают живые изображения с высоким разрешением крупных кровеносных сосудов и более глубоких органов, таких как сердце, легкие и желудок. И это также относится к самым разнообразным видам деятельности — от сидения до бега трусцой и езды на велосипеде.

Текущий дизайн требует, чтобы наклейки были подключены к инструментам, которые преобразуют отраженные звуковые волны в изображения. Но они могут быть использованы в их нынешнем виде.

Цель состоит в том, чтобы устройства могли работать без проводов. Ученые надеются, что это может сделать их портативными устройствами визуализации, которые врачи смогут брать домой в будущем. «Мы предполагаем, что некоторые патчи наклеиваются на разные части тела, которые затем связываются с мобильным телефоном, где алгоритмы ИИ анализируют изображения при необходимости», — объясняет Сюаньхэ Чжао из Массачусетского технологического института, инженер-строитель и эколог. «Мы считаем, что открыли новую эру носимых изображений», — говорит он.

Новая ультразвуковая наклейка позволяет получать долгоживущие изображения с высоким разрешением благодаря сочетанию растяжимого клеевого слоя с жестким массивом датчиков. «Это позволяет устройству прилегать к коже, сохраняя при этом относительное положение датчиков для получения более четких и точных изображений», — говорят исследователи.

Изменения видны вживую

Используя изображения, они смогли наблюдать, как меняются кровеносные сосуды в положении сидя и стоя. Наклейки также запечатлели детали более глубоких органов, например, то, как сердце меняет форму при нагрузке. Они также смогли наблюдать, как желудки испытуемых расширялись и сжимались, когда они пили, а затем выбрасывали сок. «Мы предполагаем, что это станет прорывом в области визуализации», — сказали исследователи.