科技日報北京7月28日電 據(jù)28日發(fā)表在《科學》雜志上的一篇論文，美國麻省理工學院的工程師展示了一種新的超聲波貼紙設(shè)計，這種可貼在皮膚上的郵票大小的設(shè)備，可提供48小時內(nèi)臟器官的連續(xù)超聲波成像。
麻省理工學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)的實時高分辨率圖像。當志愿者進行各種活動(包括坐、站、慢跑和騎自行車)時，這些貼紙保持了很強的附著力，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，這些貼片會與你的手機通信，人工智能算法會根據(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”。
麻省理工學院團隊的新超聲波貼紙通過將彈性黏合劑層與剛性換能器陣列配對，可在更長的時間內(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，同時保持傳感器的相對位置，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，麻省理工學院團隊的水凝膠具有彈性。彈性體可防止水凝膠脫水，只有當水凝膠高度水合時，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，團隊能夠觀察到坐著和站著時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節(jié)，例如心臟在運動過程中如何改變形狀。當一些志愿者舉重時，該團隊可檢測到潛在肌肉中的明亮圖案，這表明存在暫時的微損傷。
該團隊正在努力使貼紙以無線方式運行，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，這種超聲貼紙未來可被患者和消費者打包購買，不僅用來監(jiān)測各種內(nèi)臟器官，還能監(jiān)測腫瘤的進展，以及子宮內(nèi)胎兒的發(fā)育情況等。
【總編輯圈點】
想要可視化人體內(nèi)部器官，一個傷害最小且結(jié)果相對靠譜的辦法就是利用超聲波。在醫(yī)學技術(shù)不斷發(fā)展過程中，超聲的應用范圍也越來越廣，尤其在腫瘤診斷領(lǐng)域，超聲波的協(xié)助幾乎必不可少。不過很多人對這一類檢查頗有情緒，因為往往需要人們根據(jù)超聲波部位進行相應的“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”簡直太友好。或許不久的將來，超聲檢查也能像家用血糖、血壓儀一樣，輕松實現(xiàn)個人篩查和監(jiān)測。
