УЗИ — это безопасное окно внутрь организма, предоставляющее врачам живые изображения внутренних органов пациента. Специалисты работают на аппаратах, направляющих в тело ультразвуковые волны. Эти волны отражаются обратно, создавая изображения сердца, легких и других органов с высоким разрешением.
В настоящее время для УЗИ требуется довольно громоздкое оборудование. Однако новое решение инженеров Массачусетского технологического института (США) может сделать эту процедуру такой же доступной, как покупка пластыря в аптеке.
В статье, опубликованной в журнале Science, инженеры представляют дизайн новой ультразвуковой наклейки — устройства размером с марку, которое приклеивается к коже и может давать непрерывное ультразвуковое изображение внутренних органов в течение 48 часов. О разработке рассказали в институте.
Наклейки сохраняли и фиксировали изменения в основных органах, когда добровольцы выполняли различные действия, включая сидение, стояние, бег трусцой и езду на велосипеде. Исследователи отмечают, что даже в их нынешнем виде наклейки могут иметь применение прямо сейчас: например, устройства могут использоваться пациентами, подобно наклейкам для кардиомониторинга. Пока устройство работает только с проводами, однако разработчики уже вовсю трудятся над тем, чтобы сделать его беспроводным.
«Мы предполагаем, что несколько пластырей будут прикреплены к разным местам на теле. Пластыри будут связываться с вашим мобильным телефоном, где алгоритмы искусственного интеллекта будут анализировать изображения по запросу. Мы считаем, что открыли новую эру носимых гаджетов: с помощью нескольких наклеек на теле вы сможете увидеть свои внутренние органы», — говорит старший автор исследования Сюаньхэ Чжао, профессор Массачусетского технологического института.
Новая ультразвуковая наклейка позволяет получать изображения с высоким разрешением в течение длительного времени за счет соединения эластичного клеевого слоя с жестким массивом датчиков. Во время использования устройство само постепенно выделяет специальный гель, необходимый при УЗИ-исследованиях.
Ультразвуковая наклейка имеет размеры около 2 квадратных сантиметров в поперечнике и 3 миллиметра в толщину.
На полученных изображениях ученые смогли наблюдать изменение диаметра основных кровеносных сосудов. Наклейки также запечатлели детали более глубоких органов, например, то, как сердце меняет форму во время физических нагрузок. Исследователи также могли наблюдать, как желудок надувался, а затем сжимался, когда добровольцы пили. И когда некоторые добровольцы поднимали тяжести, команда могла обнаружить яркие узоры в мышцах, сигнализирующие о временном микроповреждении.
«С такой визуализацией мы могли бы точно определить момент тренировки, когда нужно остановиться», — говорит говорит Сяоюй Чен, постдоктор Массачусетского технологического института.
Технологию также можно использовать для наблюдения за ростом опухолей или развитием плода во время беременности.