2022-08-02 18:22 aktualizacja: 2022-08-02, 18:27
USG w plastrze, Fot. YouTube/screen
Jest nieinwazyjne, bezpieczne i pozwala zobaczyć, co się dzieje wewnątrz ciała. Wciąż jednak wykonanie badania USG wymaga dość skomplikowanego i nieporęcznego sprzętu. Najnowszy wynalazek inżynierów z Massachusetts Institute of Technology (MIT) może to zmienić.
W opublikowanej właśnie w magazynie “Science” pracy Chonghe Wang i Xiaoyu Chen wraz z zespołem zaprezentowali plastry, które po naklejeniu na skórę pozwalają na stałe monitorowanie organów wewnętrznych za pomocą USG nawet przez 48 godzin. Nie przeszkadzają przy tym przy codziennych czynnościach, bo w nie krępują ruchów badanej osoby. O wynalazku napisał serwis TechXplore.
Naukowcy testowali plastry na ochotnikach, którzy mieli je przyklejone na różnych częściach ciała i wykonywali rozmaite czynności - siedzieli, stali, biegali, a nawet podnosili ciężary. Urządzenia przekazywały wysokiej jakości obraz zarówno naczyń krwionośnych oraz mięśni, jak i położonych głębiej narządów - np. płuc, serca czy żołądka.
Podczas tradycyjnego badania USG lekarz nanosi na skórę żel, który umożliwia przenikanie fal ultradźwiękowych pomiędzy głowicą urządzenia a wnętrzem ciała. Plaster wykonany jest z dwóch cienkich warstw elastomeru, pomiędzy którymi jest hydrożel, który doskonale przenosi fale dźwiękowe. W przeciwieństwie do tradycyjnych żeli do USG hydrożel opracowany przez zespół MIT jest elastyczny i rozciągliwy, a elastomer zapobiega jego wysychaniu.
Dolna warstwa elastomeru została zaprojektowana tak, aby przyklejała się do skóry, podczas gdy górna przylega do sztywnego zestawu przetworników, które badacze zaprojektowali i wykonali. Cały plaster USG jest wielkości znaczka pocztowego - ma kształt kwadratu o boku około 2 cm i grubość 3 mm.
Na razie plaster musi być połączony z urządzeniem, które przekłada odbite fale dźwiękowe na obrazy. Mimo to, jak podkreślają jego twórcy, nawet w obecnej formie plastry mogą być stosowane np. u pacjentów w szpitalu, podobnie jak przylepce do EKG, które monitorują pracę serca. Byłoby to i tak spore ułatwienie, bo badanie USG nie wymagałoby udziału technika, który cały czas trzymałby sondę i uzupełniał żel.
Jednak zespół Chonghe Wanga i Xiaoyu Chena pracuje już nad tym, aby ich wynalazek mógł działać bezprzewodowo. Wtedy pacjenci mogliby z takim plastrem iść do domu, a może nawet kupić go w aptece. Pracują też nad oprogramowaniem opartym na sztucznej inteligencji, które pomoże lepiej interpretować dane zebrane przez plastry. "Wyobrażamy sobie kilka plastrów przyklejonych w różnych miejscach na ciele, które będą łączyć się z telefonem komórkowym, gdzie obrazy będą analizowane przez algorytmy sztucznej inteligencji. Wierzymy, że otworzyliśmy właśnie nową erę w obrazowaniu USG - technologię wearable, w której dzięki kilku plastrom możesz monitorować swoje narządy wewnętrzne" – mówi Xuanhe Zhao, jeden z autorów badania, profesor inżynierii mechanicznej i cywilnej inżynierii środowiska z MIT.
Podczas testów naukowcy mogli obserwować zmieniającą się średnicę głównych naczyń krwionośnych, podczas gdy badana osoba siedziała lub stała, a gdy niektórzy ochotnicy podnosili ciężary, widać było wyraźnie mikrouszkodzenia powstające w ich mięśniach. "Dzięki obrazowaniu USG możemy uchwycić ten moment w czasie treningu tuż przed przeciążeniem i przerwać ćwiczenia, zanim powstaną +zakwasy+. Nie wiemy jeszcze, kiedy ten moment może nastąpić, ale mając możliwość obrazowania USG w czasie rzeczywistym, eksperci z pewnością zdołają to ustalić” – mówi Xiaoyu Chen, jeden z autorów badania.
Wśród zastosowań swojego wynalazku twórcy widzą nie tylko możliwość monitorowania pracy narządów wewnętrznych, lecz także np. płodu w łonie matki lub rozwoju guzów. (PAP Life)
kw/
