Инженеры MIT разработали носимый штамп

29 июля 2022 г. Джим Хаммеранд

Инженеры Массачусетского технологического института разработали портативное ультразвуковое устройство размером с почтовую марку. [Фото Феличе Франкель]

Они разработали ультразвуковое устройство размером с почтовую марку, которое можно прикрепить к коже и носить для непрерывной визуализации внутренних органов в течение 48 часов.

Как только инженеры разработают беспроводную связь, пациенты смогут носить ультразвуковые наклейки дома или в дороге, даже во время таких упражнений, как бег трусцой, езда на велосипеде и поднятие тяжестей, заявили они, представляя свою работу в журнале Science. Ультразвуковые наклейки можно использовать для мониторинга внутренних органов, прогрессирования опухоли, развития плода или даже того момента тренировки, когда дальнейшее напряжение приведет к перегрузке мышц и болезненности.

«Мы предполагаем, что несколько пластырей будут прикреплены к разным местам на теле, и эти пластыри будут связываться с вашим мобильным телефоном, где алгоритмы искусственного интеллекта будут анализировать изображения по требованию», — Сюаньхэ Чжао, профессор машиностроения, гражданского и экологического проектирования в Массачусетском технологическом институте. говорится в пресс-релизе. «Мы считаем, что открыли новую эру носимых изображений: с помощью нескольких пятен на теле вы сможете увидеть свои внутренние органы».

Чжао был старшим автором исследования, к нему присоединились ведущие авторы Чунхэ Ван и Сяоюй Чен, а также соавторы Лю Ван, Мицутоши Макихата и Тао Чжао из Массачусетского технологического института, а также Сяо-Чуань из клиники Майо.

Носимый инструмент ультразвуковой визуализации «имеет огромный потенциал в будущей клинической диагностике», сказал Ван в пресс-релизе. «Однако разрешение и продолжительность визуализации существующих ультразвуковых пластырей относительно низки, и они не могут отображать глубокие органы».

Ультразвуковая наклейка MIT имеет толщину около 3 мм и имеет эластичный клейкий слой с жестким набором датчиков, что позволяет устройству прилегать к коже и генерировать более четкие и точные изображения, сказал Ван. Два слоя эластомера в клейком слое инкапсулируют средний слой твердого гидрогеля на водной основе для передачи звуковых волн.

«Эластомер предотвращает обезвоживание гидрогеля», — сказал Чен. «Только когда гидрогель сильно гидратирован, акустические волны могут эффективно проникать и давать изображения внутренних органов с высоким разрешением».

Исследователи использовали свои прототипы на здоровых людях и наблюдали, как их кровеносные сосуды меняют диаметр в положении сидя и стоя, видели, как желудок растягивается и сжимается, когда добровольцы пили и выделяют сок, наблюдали, как сердце меняет форму во время упражнений, и даже заметили яркие узоры, указывающие на микроповреждения мышц во время тренировки. тренировки.

В дополнение к усилиям по беспроводной связи, команда разрабатывает программные алгоритмы для интерпретации ультразвуковых изображений и постановки диагнозов.

«Мы представляем, что могли бы иметь коробку наклеек, каждая из которых предназначена для изображения различных частей тела», — сказал Чжао. «Мы считаем, что это прорыв в области носимых устройств и медицинской визуализации».