: 02.08.2022
Ультразвуковые «наклейки»: возьми УЗИ с собой
УЗИ внутренних органов давно стало привычным атрибутом медицинского обследования. Сегодня провести это информативное исследование можно только в клинике, однако новая разработка ученых может сделать эту диагностическую технологию простой и доступной буквально каждому
Всем известный неинвазивный метод ультразвукового обследования (УЗИ) основан на способности ультразвуковых (выше 20 тыс. герц) волн по-разному отражаться от объектов с разной плотностью. Попадая на ткани живого организма, волна частично поглощается, а частично отражается от них, что зависит от их акустического сопротивления. На границе между объектами разной плотности отраженный сигнал меняется, и детекция этих изменений позволяет получить изображения внутренних органов.
Обычные аппараты УЗИ представляют собой довольно громоздкое оборудование. Однако ученым из Массачусетского технологического института удалось разработать ультразвуковое устройство размером с почтовую марку (площадью около 2 см2) и толщиной в 3 мм. Такой миниаппарат УЗИ приклеивается к коже и может обеспечивать непрерывную работу в течение двух суток.
Как известно, на границе между воздухом и поверхностью тела ультразвуковые волны полностью отражаются, и чтобы избежать этого, на кожу пациента перед установкой датчиков обычно наносят специальный гель. В случае длительного исследования это становится проблемой: гель вытекает и высыхает.
На сегодня уже были созданы экспериментальные безгелевые конструкции, в которых датчик растягивается и плотно, без воздушной прослойки, облегает поверхность тела. Но качество изображения при этом получается низким, в том числе из-за того, что при движении вместе с телом датчики смещаются относительно друг друга.
Новый жесткий ультразвуковой датчик надежно прикрепляется к коже с помощью клейкого слоя из двух тонких слоев эластомера. Между этими слоями находится слой твердого гидрогеля, пропускающего ультразвуковые волны, который не высыхает благодаря эластомеру. Такая ультразвуковая «наклейка» адаптируется к коже, сохраняя при этом относительное расположение датчиков, и позволяет получить изображение с достаточно высоким разрешением.
Разработка была протестирована на здоровых добровольцах, которые в процессе эксперимента выполняли различные действия: садились, вставали, бегали, ездили на велотренажере и т.д. УЗИ-наклейки хорошо держались и давали четкие изображения кровеносных сосудов и внутренних органов в течение двух суток. Например, с их помощью удалось увидеть изменения диаметра кровеносных сосудов при движении, формы желудка при питье жидкости и т.п. Удалось даже зафиксировать микроповреждения в мышцах, возникшие в результате поднятия тяжестей.
Пока новое устройство работает только в связке с приборами, которые преобразуют отраженные звуковые волны в изображение. Но даже в таком виде он могут применяться, например, в больницах при необходимости длительного мониторинга состояния пациента.
Сейчас ученые работают над тем, чтобы устройства были полностью беспроводными, а также разрабатывают алгоритмы на основе искусственного интеллекта, которые смогут эффективно интерпретировать полученную информацию.
Такие портативные приборы открывают поистине фантастические перспективы, и не только в медицинской диагностике. Их можно будет использовать для мониторинга развития плода при беременности или роста опухоли, состояния больного органа или мышц при тренировке в спортзале.
Предполагается, что подобные УЗИ-устройства смогут связываться с мобильным телефоном, где специальная программа будет анализировать полученные изображения и сообщать результат. При этом купить мини-УЗИ можно будет в обычной аптеке.
Фото: https://www.rawpixel.com
: 02.08.2022 
