據(jù)28日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇論文,美國(guó)麻省理工學(xué)院的工程師展示了一種新的超聲波貼紙?jiān)O(shè)計(jì),這種可貼在皮膚上的郵票大小的設(shè)備,可提供48小時(shí)內(nèi)臟器官的連續(xù)超聲波成像。
麻省理工學(xué)院研究人員將這些貼紙貼在志愿者身上,并展示了這些設(shè)備生成的主要血管和更深層器官(如心臟、肺和胃)的實(shí)時(shí)高分辨率圖像。當(dāng)志愿者進(jìn)行各種活動(dòng)(包括坐、站、慢跑和騎自行車)時(shí),這些貼紙保持了很強(qiáng)的附著力,并捕捉到了潛在器官的變化。
研究人員表示,“設(shè)想一些貼片貼在身體的不同位置,這些貼片會(huì)與你的手機(jī)通信,人工智能算法會(huì)根據(jù)需要分析圖像。相信我們已經(jīng)開啟了可穿戴成像的新時(shí)代:只要在你的身體上貼上一些貼片,你就可以看到你的內(nèi)部器官” 。
麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)的新超聲波貼紙通過(guò)將彈性黏合劑層與剛性換能器陣列配對(duì),可在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更高分辨率的圖像。這種組合使設(shè)備能夠貼合皮膚,同時(shí)保持傳感器的相對(duì)位置,以生成更清晰、更精確的圖像。
該裝置的黏合劑層由兩層薄薄的彈性體制成,中間層包裹著一層固體水凝膠,這種水凝膠主要是一種水基材料,可輕松傳輸聲波。與傳統(tǒng)的超聲波凝膠不同,麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)的水凝膠具有彈性。彈性體可防止水凝膠脫水,只有當(dāng)水凝膠高度水合時(shí),聲波才能有效穿透并提供內(nèi)部器官的高分辨率成像。
底部彈性體層設(shè)計(jì)用于黏附在皮膚上,而頂層則黏附在剛性換能器陣列上。整個(gè)超聲波貼紙約為2平方厘米,厚3毫米,大約是一張郵票的面積。
從貼紙的圖像中,團(tuán)隊(duì)能夠觀察到坐著和站著時(shí)主要血管直徑的變化。這些貼紙還捕捉到了更深層器官的細(xì)節(jié),例如心臟在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中如何改變形狀。當(dāng)一些志愿者舉重時(shí),該團(tuán)隊(duì)可檢測(cè)到潛在肌肉中的明亮圖案,這表明存在暫時(shí)的微損傷。
該團(tuán)隊(duì)正在努力使貼紙以無(wú)線方式運(yùn)行,以及開發(fā)基于人工智能的軟件算法,以更好地解釋和診斷貼紙的圖像。研究人員設(shè)想,這種超聲貼紙未來(lái)可被患者和消費(fèi)者打包購(gòu)買,不僅用來(lái)監(jiān)測(cè)各種內(nèi)臟器官,還能監(jiān)測(cè)腫瘤的進(jìn)展,以及子宮內(nèi)胎兒的發(fā)育情況等。(記者 張夢(mèng)然)
總編輯圈點(diǎn)
想要可視化人體內(nèi)部器官,一個(gè)傷害最小且結(jié)果相對(duì)靠譜的辦法就是利用超聲波。在醫(yī)學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展過(guò)程中,超聲的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣,尤其在腫瘤診斷領(lǐng)域,超聲波的協(xié)助幾乎必不可少。不過(guò)很多人對(duì)這一類檢查頗有情緒,因?yàn)橥枰藗兏鶕?jù)超聲波部位進(jìn)行相應(yīng)的“配合”,譬如空腹、憋尿,甚至體內(nèi)檢查,還要涂抹大量的醫(yī)用耦合劑。與此相比,只需薄薄水凝膠就可輕松傳輸聲波的“貼紙”簡(jiǎn)直太友好?;蛟S不久的將來(lái),超聲檢查也能像家用血糖、血壓儀一樣,輕松實(shí)現(xiàn)個(gè)人篩查和監(jiān)測(cè)。
關(guān)鍵詞: 可穿戴成像技術(shù) 超聲波貼紙 連續(xù)超聲波成像 實(shí)時(shí)高分辨率圖像
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