Ultrazvučne nalepnice, koje mogu da „vide“, snimaju unutrašnjost tela, razvili su inženjeri sa Massachusetts Institute of Technology (MIT). Novi ultrazvučni stikeri veličine pečata mogu da daju jasne slike srca, pluća i drugih unutrašnjih organa. Inženjeri su predstavili dizajn nove ultrazvučne nalepnice u radu u časopisu Science. Uređaj veličine pečata lepi se za kožu i može da obezbedi kontinuirano ultrazvučno snimanje unutrašnjih organa tokom 48 sati.
Ultrazvučne nalepnice snimaju srce i druge organe u dubini tela, a jednostave su za korišćenje poput flastera
Poznato je da kada su kliničarima potrebne žive slike unutrašnjih organa pacijenta, često koriste ultrazvučno snimanje kako bi imali siguran i neinvazivan „prozor“ u funkcionisanje unutrašnjosti tela. Kako bi snimili ove pronicljive slike utrobe čoveka, obučeni tehničari manipulišu ultrazvučnim štapićima i sondama koje usmeravaju zvučne talase u telo. Talasi se reflektuju nazad i koriste se za proizvodnju slika u visokoj rezoluciji pacijentovog srca, pluća i drugih dubokih organa.
Ultrazvučno snimanje trenutno zahteva glomaznu i specijalizovanu opremu, koja je dostupna samo u bolnicama i lekarskim ordinacijama. Međutim, novi dizajn, koji su razvili MIT inženjeri, mogao bi da učini ovu novu tehnologiju jednako jednostavnom i dostupnom kao što je kupovina flastera u apoteci.
Kako bi demonstrirali pronalazak, istraživači su nalepnice primenili na volontere.Pokazali su kako stikeri proizvode žive slike visoke rezolucije velikih krvnih sudova i dubljih organa kao što su srce, pluća i želudac. Dok su volonteri obavljali različite aktivnosti – sedeli, stajali, trčali i vozili bicikl, nalepnice su nastavile da beleže promene u osnovnim organima.
Mobilni telefon bi očitavao slike na zahtev lekara, na primer
Prema trenutnom dizajnu, stikeri moraju da budu povezani sa instrumentima koji pretvaraju reflektovane zvučne talase u slike. Prema istraživačima, nalepnice bi mogle da imaju trenutnu primenu čak i u svom trenutnom obliku. Na primer, uređaji bi se mogli primeniti na pacijente u bolnici, slično EKG nalepnicama za praćenje srca, i mogli bi kontinuirano da slikaju unutrašnje organe, bez potrebe da tehničar drži sondu na mestu tokom dužeg vremenskog perioda.
Omogućavanje bežičnog rada nalepnica cilj je na kojem tim trenutno radi. Ako budu uspešne, ultrazvučne nalepnice bi mogle da se naprave u nosive proizvode za snimanje, koje bi pacijenti mogli da ponesu kući iz lekarske ordinacije ili čak da kupe u apoteci.
– Zamišljamo da nekoliko nalepnica bude zalepljeno na različite lokacije tela i one bi komunicirale sa mobilnim telefonom osobe koja ih nosi, a kompjuterski algoritam bi mogao da analizirao slike na zahtev lekara, na primer. Verujemo da smo otvorili novu eru nosivih stikera koji prave slike unutrašnjosti tela – sa nekoliko nalepnica na telu, mogli biste da vidite svoje unutrašnje organe – objašnjava jedan od autora studije Xuanhe Zhao, profesor mašinstva i građevinarstva na MIT.
Za snimanje ultrazvukom, tehničar prvo nanosi tečni gel na kožu pacijenta, koji deluje tako da prenosi ultrazvučne talase. Sonda se zatim pritiska na gel, šaljući zvučne talase u telo koji odjekuju od unutrašnjih struktura i nazad do sonde, gde se eho signali pretvaraju u vizuelne slike. Za pacijente koji zahtevaju duge periode snimanja, neke bolnice nude sonde pričvršćene na robotske ruke, koje mogu da drže sondu na mestu bez zamora, ali tečni ultrazvučni gel počinje da teče i suši se, prekidajući dugotrajno snimanje.
Ultrazvučne nalepnice mogu 48 sati da proizvode jasne slike
Nosivi ultrazvučni alat za snimanje imao bi ogroman potencijal u budućnosti kliničke dijagnoze. Međutim, rezolucija i trajanje snimanja postojećih ultrazvučnih flastera su relativno niski i ne mogu da slikaju duboke organe. Ali, spajanjem rastegljivog lepljivog sloja sa krutim nizom pretvarača, nova ultrazvučna nalepnica MIT tima proizvodi slike veće rezolucije tokom dužeg trajanja. Ta kombinacija omogućava uređaju da se prilagodi koži dok održava relativnu lokaciju pretvarača kako bi se generisale jasnije i preciznije slike.
Istraživači su proveli ultrazvučnu nalepnicu kroz niz testova sa zdravim volonterima, koji su nalepnice nosili na različitim delovima tela, kao što su vrat, grudi, stomak i ruke. Nalepnice su ostale zakačene za njihovu kožu i proizvodile su jasne slike osnovnih struktura do 48 sati. Tokom ovog vremena, volonteri su obavljali različite aktivnosti u laboratoriji, od sedenja i stajanja, do džogiranja, vožnje bicikla i dizanja tegova.
Nalepnica hvata trenutak kako srce menja oblik dok čovek vežba
Sa slika sa nalepnica, istraživački tim je mogao da posmatra promenu prečnika glavnih krvnih sudova kada osoba sedi u odnosu na stajanje. Nalepnice su takođe uhvatile detalje dubljih organa, kao na primer, kako se srce menja oblik dok se napreže tokom vežbanja. Istraživači su takođe mogli da posmatraju kako se želudac rasteže, a zatim se smanjuje dok su dobrovoljci pili, a zatim su kasnije izbacivali sok iz svog sistema. I, na primer, kada su neki volonteri podizali tegove, tim je mogao da otkrije promene u mišićima, signalizirajući privremena mikrooštećenja.
– Pomoću snimaka ultrazvučnih nalepnica, možda bismo mogli da uhvatimo trenutak tokom treninga pre prekomerne upotrebe sile i zaustavimo se pre nego što mišići postanu bolni. Ne znamo još kada bi taj trenutak mogao da se desi, ali sada možemo da obezbedimo podatke u obliku snimka koje stručnjaci mogu da protumače – navodi profesor Zhao, najavljujući da bi ultrazvučne nalepnice mogle da se pakuju i kupuju u apoteci i koriste ne samo za praćenje različitih unutrašnjih organa, već i praćenje progresije tumora, kao i razvoja fetusa u materici.
