Создан пластырь, способный генерировать ультразвуковое изображение внутренностей в реальном времени
Ультразвуковая визуализация, пожалуй, самая безопасная и наиболее часто используемая форма медицинской визуализации. Тем не менее, она все еще требует визита в кабинет врача и громоздкого оборудования.
Каждый, кто проходил УЗИ, знаком со струйкой густого холодного геля, который наносят на кожу перед применением датчика. Этот гель необходим для того, чтобы ультразвуковые волны четко передавались от датчика к внутренним органам и обратно. Со временем этот гель может высыхать или стекать с кожи, поэтому требуется постоянное повторное нанесение для более длительных ультразвуковых процедур.
Одним из крупнейших нововведений в новой разработке Массачусетского технологического института является создание гидрогеля, заключенного в тонкую эластомерную мембрану. Это создает идеальный эластичный эластичный материал, который может сидеть на коже, эффективно пропуская ультразвуковые волны.
«Эластомер предотвращает обезвоживание гидрогеля», — объяснил соавтор Сяоюй Чен. «Только тогда, когда гидрогель сильно гидратирован, акустические волны могут эффективно проникать и давать изображения внутренних органов с высоким разрешением».
Другая часть устройства содержит жесткий массив из сотен крошечных ультразвуковых преобразователей. Соавтор Чонхе Ван сказал, что такое сочетание плотного массива датчиков с эластичным гибридом эластомера и гидрогеля позволяет наклейке последовательно отображать внутренние органы в течение длительных периодов времени.
«Эта комбинация позволяет устройству прилегать к коже, сохраняя при этом относительное расположение датчиков для создания более четких и точных изображений», — отметил Ван.
Новое исследование, опубликованное в журнале Science, описывает тестирование устройства в различных приложениях, от бега до поднятия тяжестей. Используя устройство, исследователи смогли наблюдать, как желудок расширяется, а затем сжимается, когда доброволец выпивает стакан сока. Другие тесты продемонстрировали, как новинка может контролировать мышцы, когда человек поднимает вес, потенциально информируя владельца, когда он должен прекратить тренировку, прежде чем будет нанесен ущерб.
«С подобной визуализацией мы могли бы запечатлеть момент тренировки, прежде чем перенапрягаться, и остановиться до того, как мышцам будет нанесен вред», — предположил Чен. «Мы еще не знаем, когда может наступить этот момент, но теперь мы можем предоставить данные изображений, которые смогут интерпретировать эксперты».
Это новшество — шаг в будущее, где подобные наклейки смогут по беспроводной связи отслеживать состояние мышц во время тренировок или развитие плода во время беременности.