Ο φορητός αισθητήρας υπερήχων παρέχει συνεχή καρδιακή απεικόνιση

Ερευνητές από την Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο. Η ομάδα ελπίζει ότι ο αισθητήρας μεγέθους γραμματοσήμου, ο οποίος μπορεί να αξιολογήσει τόσο τη λειτουργία όσο και τη δομή της θερμότητας, θα κάνει τη μακροπρόθεσμη καρδιακή σάρωση προσβάσιμη σε μεγάλο πληθυσμό.

Σύμφωνα με το British Heart Foundation, μόνο στο Ηνωμένο Βασίλειο, 7.6 εκατομμύρια ζουν με καρδιακή ή κυκλοφορική νόσο και περίπου 460 άνθρωποι πεθαίνουν κάθε μέρα από την ίδια. Ενώ οι καρδιακές παθήσεις είναι η κύρια αιτία θανάτου μεταξύ των ηλικιωμένων, γίνονται ολοένα και πιο συχνές μεταξύ των νέων.

«Η καρδιά υφίσταται κάθε είδους διαφορετικές παθολογίες», εξηγεί ο πρώτος συγγραφέας και επιστήμονας υλικών Hongjie Hu. «Είτε είναι ότι μια ισχυρή αλλά φυσιολογική συστολή των καρδιακών θαλάμων οδηγεί σε διακυμάνσεις των όγκων, είτε ότι ένα καρδιακό μορφολογικό πρόβλημα έχει προκύψει ως επείγουσα ανάγκη, η παρακολούθηση εικόνας σε πραγματικό χρόνο στην καρδιά δείχνει την όλη εικόνα με ζωντανές λεπτομέρειες».

Το πρόβλημα με την καρδιακή απεικόνιση είναι ότι τα ηχοκαρδιογραφήματα απαιτούν συνήθως άριστα εκπαιδευμένους τεχνικούς και ογκώδη μηχανήματα σάρωσης, ενώ οι αξονικές τομογραφίες και οι σαρώσεις PET μπορεί να είναι άβολες για ορισμένους και συνοδεύονται από τον πρόσθετο παράγοντα έκθεσης των ασθενών σε ακτινοβολία.

Επιπλέον, πολλά προβλήματα με τη λειτουργία της καρδιάς είναι διακοπτόμενα ή γίνονται εμφανή μόνο όταν το σώμα βρίσκεται σε κίνηση, σημειώνουν οι ερευνητές. Μεγάλα, σταθερά κομμάτια εξοπλισμού είναι ακατάλληλα για μακροχρόνια παρακολούθηση και σίγουρα δεν μπορούν να απεικονίσουν κινούμενους ασθενείς.

Αντίθετα, λέει ο επικεφαλής του έργου και νανομηχανικός Σενγκ Σου, ο νέος αισθητήρας μπορεί να φορεθεί για 24 ώρες με μία κίνηση, επιτρέποντας σε «οποιονδήποτε να χρησιμοποιεί απεικόνιση υπερήχων εν κινήσει».

Κεντρικό στοιχείο στο σύστημα του Xu και του συναδέλφου είναι ένα φορετό, ελαστικό και προσκολλημένο έμπλαστρο – μεγέθους 1.9 x 2.2 cm, πάχος μόλις κάτω από ένα χιλιοστό και απαλό σαν το δέρμα – που εκπέμπει και λαμβάνει υπερηχητικά κύματα. Το έμπλαστρο απεικονίζει τη δομή της καρδιάς σε πραγματικό χρόνο και με υψηλή χωρική και χρονική ανάλυση.

Επιπλέον, οι αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης που είναι ενσωματωμένοι στη συσκευή της επιτρέπουν να προσδιορίζει πόσο αίμα αντλεί πραγματικά η καρδιά - μια ζωτική μέτρηση, καθώς η αδυναμία άντλησης επαρκούς αίματος είναι συχνά η ρίζα πολλών καρδιαγγειακών παθήσεων.

Ο σχεδιασμός του επιθέματος το καθιστά ιδανικό για χρήση σε σώματα σε κίνηση. Ως συν-συγγραφέας και νανομηχανικός Xiaoxiang Gao Σημειώσεις, μπορεί να στερεωθεί στο στήθος με ελάχιστο περιορισμό στην κίνηση του ατόμου, παρέχοντας ακόμη και συνεχή ανάγνωση των καρδιακών δραστηριοτήτων πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την άσκηση. Προς το παρόν, η ενημερωμένη έκδοση κώδικα πρέπει να συνδεθεί με έναν υπολογιστή μέσω καλωδίων, αλλά οι ερευνητές λένε ότι έχουν αναπτύξει ένα ασύρματο κύκλωμα για την άρση αυτού του περιορισμού.

«Ο αυξανόμενος κίνδυνος καρδιακών παθήσεων απαιτεί πιο προηγμένες και περιεκτικές διαδικασίες παρακολούθησης», λέει ο Xu. «Παρέχοντας στους ασθενείς και τους γιατρούς περισσότερες λεπτομέρειες, η συνεχής και σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση της καρδιακής εικόνας είναι έτοιμη να βελτιστοποιήσει θεμελιωδώς και να αναδιαμορφώσει το πρότυπο των καρδιακών διαγνώσεων».

Εμπειρογνώμονας καρδιαγγειακής απεικόνισης Άλαστερ Μος του Πανεπιστημίου του Λέστερ, που δεν συμμετείχε στην παρούσα μελέτη, λέει ότι το σύστημα έχει την ικανότητα να «μεταμορφώνει» τον τρόπο με τον οποίο οι γιατροί παρακολουθούν και αντιμετωπίζουν τις καρδιακές παθήσεις σε ασθενείς υψηλού κινδύνου. «Η απεικόνιση υψηλής ποιότητας μπορεί να βοηθήσει να σωθούν ζωές για άτομα με καρδιακές παθήσεις», λέει. «Είναι εκπληκτικό να πιστεύουμε ότι θα είμαστε σε θέση να κάνουμε υπερηχοκαρδιογράφημα εκτός των παραδοσιακών δομών υγειονομικής περίθαλψης και να το θέσουμε απευθείας στα χέρια των ασθενών».

Το αυτοκόλλητο υπερήχων παρέχει συνεχή απεικόνιση εσωτερικών οργάνων

Steffen Petersen – ένας καρδιολόγος στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου, ο οποίος επίσης δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη – συμφωνεί, επαινώντας ιδιαίτερα την ικανότητα του έμπλαστρου να παρέχει συνεχείς τροφοδοσίες δεδομένων κατά τις καθημερινές δραστηριότητες. Και προσθέτει: «Η δυνατότητα για μια τέτοια τεχνολογία στην καρδιολογία είναι τεράστια και η αξιολόγηση της καρδιακής δομής και λειτουργίας με τέτοιο τρόπο θα οδηγήσει σε περαιτέρω εφευρέσεις και κλινικές ενδείξεις».

Με την ολοκλήρωση της αρχικής τους μελέτης, ο Xu και οι συνεργάτες του προσπαθούν να βελτιώσουν τον σχεδιασμό του αισθητήρα, να μικρύνουν το σύστημα ισχύος του και να γενικεύσουν το μοντέλο βαθιάς μάθησης, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί από μεγαλύτερο πληθυσμό ασθενών. Θα προχωρήσουν επίσης στην εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας – μέσω της start-up Softsonics – τα επόμενα χρόνια, με την προσδοκία ότι μια μονάδα θα κοστίσει πιθανότατα περίπου $80 (£66).

Η μελέτη περιγράφεται στο Φύση.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/wearable-ultrasound-sensor-provides-continuous-cardiac-imaging/