超声波贴纸,贴上能看到体内器官

2022年07月29日 12:12 次阅读 稿源:科技日报 条评论

据28日发表在《科学》杂志上的一篇论文,美国麻省理工学院的工程师展示了一种新的超声波贴纸设计,这种可贴在皮肤上的邮票大小的设备,可提供48小时内脏器官的连续超声波成像。麻省理工学院研究人员将这些贴纸贴在志愿者身上,并展示了这些设备生成的主要血管和更深层器官(如心脏、肺和胃)的实时高分辨率图像。

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当志愿者进行各种活动(包括坐、站、慢跑和骑自行车)时,这些贴纸保持了很强的附着力,并捕捉到了潜在器官的变化。

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研究人员表示,“设想一些贴片贴在身体的不同位置,这些贴片会与你的手机通信,人工智能算法会根据需要分析图像。相信我们已经开启了可穿戴成像的新时代:只要在你的身体上贴上一些贴片,你就可以看到你的内部器官”。

麻省理工学院团队的新超声波贴纸通过将弹性黏合剂层与刚性换能器阵列配对,可在更长的时间内产生更高分辨率的图像。这种组合使设备能够贴合皮肤,同时保持传感器的相对位置,以生成更清晰、更精确的图像。

该装置的黏合剂层由两层薄薄的弹性体制成,中间层包裹着一层固体水凝胶,这种水凝胶主要是一种水基材料,可轻松传输声波。与传统的超声波凝胶不同,麻省理工学院团队的水凝胶具有弹性。弹性体可防止水凝胶脱水,只有当水凝胶高度水合时,声波才能有效穿透并提供内部器官的高分辨率成像。

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底部弹性体层设计用于黏附在皮肤上,而顶层则黏附在刚性换能器阵列上。整个超声波贴纸约为2平方厘米,厚3毫米,大约是一张邮票的面积。

从贴纸的图像中,团队能够观察到坐着和站着时主要血管直径的变化。这些贴纸还捕捉到了更深层器官的细节,例如心脏在运动过程中如何改变形状。当一些志愿者举重时,该团队可检测到潜在肌肉中的明亮图案,这表明存在暂时的微损伤。

该团队正在努力使贴纸以无线方式运行,以及开发基于人工智能的软件算法,以更好地解释和诊断贴纸的图像。研究人员设想,这种超声贴纸未来可被患者和消费者打包购买,不仅用来监测各种内脏器官,还能监测肿瘤的进展,以及子宫内胎儿的发育情况等。

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