Bærbar ultralydssensor giver kontinuerlig hjertebilleddannelse

A wearable ultrasound cardiac imaging system that can even function during a workout has been developed by researchers from the University of California San Diego. The team hopes that the postage-stamp-sized sensor, which can assess both the heat’s function and structure, will make long-term cardiac scanning accessible to a large population.

Ifølge British Heart Foundation lever 7.6 millioner i Storbritannien alene med en hjerte- eller kredsløbssygdom, og omkring 460 mennesker dør hver dag af det samme. Mens hjertesygdomme er den hyppigste dødsårsag blandt ældre borgere, bliver de også mere og mere almindelige blandt de unge.

"Hjertet gennemgår alle mulige forskellige patologier," forklarer medforfatter og materialeforsker Hongjie Hu. "Uanset om det er, at en stærk, men normal sammentrækning af hjertekamre fører til udsving i volumener, eller at et hjertemorfologisk problem er opstået som en nødsituation, fortæller realtids billedovervågning af hjertet hele billedet i levende detaljer."

Problemet med hjertebilleddannelse er, at ekkokardiogrammer typisk kræver højtuddannede teknikere og omfangsrige scanningsmaskiner, hvorimod CT- og PET-scanninger kan være ubehagelige for nogle og kommer med den ekstra faktor, at patienter udsættes for stråling.

Desuden er mange problemer med hjertefunktionen intermitterende, eller bliver først synlige, når kroppen er i bevægelse, konstaterer forskerne. Store, fastmonterede stykker udstyr er dårligt egnet til langtidsovervågning og kan bestemt ikke afbilde bevægelige patienter.

Derimod siger projektleder og nanoingeniør Sheng Xu, kan den nye sensor bæres i 24 timer på én gang, hvilket gør det muligt for "alle at bruge ultralydsbilleder på farten".

Central to Xu and colleague’s system is a wearable, stretchy and adherent patch – 1.9 x 2.2 cm in size, just under a millimetre in thickness and as soft as skin – that emits and receives ultrasound waves. The patch images the structure of the heart in real time and with high spatial and temporal resolution.

Ydermere giver kunstig intelligens algoritmer indbygget i enheden det muligt at bestemme, hvor meget blod hjertet rent faktisk pumper - en vigtig måling, da manglende pumpning af blod ofte er årsagen til mange hjerte-kar-sygdomme.

Designet af plasteret gør det ideelt til brug på kroppe i bevægelse. Som medforfatter og nanoingeniør Xiaoxiang Gao bemærker, at den kan fastgøres til brystet med minimal begrænsning af forsøgspersonens bevægelser, og giver endda en kontinuerlig aflæsning af hjerteaktiviteter før, under og efter træning. På nuværende tidspunkt skal patchen forbindes til en computer via kabler, men forskerne siger, at de har udviklet et trådløst kredsløb for at fjerne denne begrænsning.

"Den stigende risiko for hjertesygdomme kræver mere avancerede og inkluderende overvågningsprocedurer," siger Xu. "Ved at give patienter og læger mere grundige detaljer, er kontinuerlig hjertebilledovervågning i realtid klar til fundamentalt at optimere og omforme paradigmet for hjertediagnoser."

Kardiovaskulær billeddiagnostisk ekspert Alastair Moss fra University of Leicester, som ikke var involveret i denne undersøgelse, siger, at systemet har evnen til at "transformere" den måde, læger overvåger og behandler hjertesygdomme blandt højrisikopatienter. "Billedbehandling af høj kvalitet kan hjælpe med at redde liv for mennesker med hjertesygdomme," siger han. "Det er forbløffende at tænke på, at vi vil være i stand til at tage ekkokardiografi uden for traditionelle sundhedsmiljøer og placere det direkte i hænderne på patienter."

Ultralydsmærkat giver kontinuerlig billeddannelse af indre organer

Steffen Petersen – en kardiolog ved Queen Mary University of London, som heller ikke var involveret i denne undersøgelse – er enig og roser især plasterets evne til at levere kontinuerlige datafeeds under daglige aktiviteter. Han tilføjer: "Potentialet for sådan teknologi i kardiologi er enormt, og vurdering af hjertestruktur og funktion på en sådan måde vil føre til yderligere opfindelser og kliniske indikationer."

Med deres indledende undersøgelse afsluttet, søger Xu og kolleger at forbedre sensordesignet, miniaturisere dets strømsystem og generalisere den dybe læringsmodel, så den kan bruges af en større population af patienter. De vil også bevæge sig for at kommercialisere teknologien - via deres start-up Softsonics - i løbet af de kommende år, med forventning om, at en enkelt enhed sandsynligvis vil koste omkring $80 (£66).

Undersøgelsen er beskrevet i Natur.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Kilde: https://physicsworld.com/a/wearable-ultrasound-sensor-provides-continuous-cardiac-imaging/