एक पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड उपकरण आंतरिक अंगों की 48 घंटे तक निरंतर इमेजिंग प्रदान कर सकता है, जबकि मरीज़ अपने दैनिक जीवन में व्यस्त रहते हैं। डिवाइस - जिसे मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) की अगुवाई वाली एक टीम द्वारा विकसित किया गया है - में एक कठोर पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासाउंड सरणी होती है जो नरम बायोएडेसिव हाइड्रोजेल-इलास्टोमेर हाइब्रिड के माध्यम से त्वचा से चिपक जाती है। में उनके निष्कर्षों का वर्णन करना विज्ञानशोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया है कि पैच जॉगिंग या तरल पदार्थ पीने जैसी गतिविधियों के दौरान हृदय, जठरांत्र संबंधी मार्ग, डायाफ्राम और फेफड़ों की छवि बना सकता है।
मेडिकल इमेजिंग के लिए अल्ट्रासाउंड सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में से एक है, लेकिन इसकी अपनी सीमाएं हैं। अल्ट्रासोनिक इमेजिंग में भारी और विशेष उपकरणों का उपयोग किया जाता है और रोगी के शरीर पर ट्रांसड्यूसर को स्थापित करने के लिए प्रशिक्षित सोनोग्राफर की आवश्यकता होती है। यह आम तौर पर इसके उपयोग को छोटे, स्थिर सत्रों तक सीमित करता है।
हाल के वर्षों में निरंतर और गैर-आक्रामक चिकित्सा निगरानी के लिए पहनने योग्य उपकरणों में महत्वपूर्ण विकास हुआ है। जबकि ऐसे उपकरणों ने शारीरिक डेटा को सफलतापूर्वक मापा है जैसे दिल की धड़कन और विद्युत गतिविधि, तथा मेटाबोलाइट्स और इलेक्ट्रोलाइट्स त्वचा से पसीने में, आंतरिक अंगों की क्लिनिकल ग्रेड इमेजिंग चुनौतीपूर्ण साबित हुई है।
पहले लेखक बताते हैं, "एक पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड इमेजिंग उपकरण में नैदानिक निदान के भविष्य में बड़ी संभावनाएं होंगी।" चोंघे वांग, एक एमआईटी स्नातक छात्र। "हालांकि, मौजूदा अल्ट्रासाउंड पैच का रिज़ॉल्यूशन और इमेजिंग अवधि अपेक्षाकृत कम है, और वे गहरे अंगों की छवि नहीं बना सकते हैं।"
पिछले पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड उपकरण स्ट्रेचेबल ट्रांसड्यूसर सरणियों पर निर्भर रहे हैं। हालांकि ये त्वचा के साथ विकृत हो सकते हैं, यह लचीलापन ट्रांसड्यूसर को एक-दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित करने का कारण बनता है, जिससे छवि गुणवत्ता कम हो जाती है। लचीले सब्सट्रेट्स सरणी में ट्रांसड्यूसर के घनत्व को भी सीमित करते हैं, जिससे छवि रिज़ॉल्यूशन प्रभावित होता है। चिपकने वाले पदार्थों के त्वचा से जुड़े रहने और अल्ट्रासाउंड सिग्नल को कमजोर करने की भी समस्याएँ हैं।
वांग और सहकर्मियों द्वारा विकसित नए उपकरण में एक पतली और कठोर अल्ट्रासाउंड जांच होती है, जिसमें पीज़ोइलेक्ट्रिक तत्वों की एक उच्च घनत्व सरणी होती है, जो एक स्ट्रेची हाइड्रोजेल-इलास्टोमेर हाइब्रिड के माध्यम से त्वचा का पालन करती है। वांग बताते हैं, "यह संयोजन स्पष्ट और अधिक सटीक छवियां उत्पन्न करने के लिए ट्रांसड्यूसर के सापेक्ष स्थान को बनाए रखते हुए डिवाइस को त्वचा के अनुरूप बनाने में सक्षम बनाता है।"
90% जल हाइड्रोजेल त्वचा में उच्च गुणवत्ता वाले ध्वनिक संचरण को सक्षम बनाता है, मानक अल्ट्रासाउंड परीक्षा में उपयोग किए जाने वाले जैल की तरह, जबकि इसे घेरने वाले दो पतले इलास्टोमर्स इसे सूखने से रोकते हैं। इसे कठोर अल्ट्रासाउंड जांच और त्वचा से जोड़ने के लिए बायोएडहेसिव के साथ लेपित, ध्वनिक संचरण पर इसके प्रभाव को कम करने के लिए इलास्टोमेर झिल्ली और बायोएडहेसिव की कुल मोटाई ध्वनिक तरंग दैर्ध्य के एक-चौथाई से कम है। पूरा पैच आकार में एक डाक टिकट के समान है।
विभिन्न प्रकार के परीक्षणों का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि पहनने योग्य उपकरण 48 घंटे से अधिक समय तक त्वचा पर मजबूत आसंजन बनाए रख सकता है और उच्च खींचने वाली ताकतों का सामना कर सकता है। उन्होंने मानव अंगों की 48-घंटे की निरंतर इमेजिंग प्रदर्शित करने के लिए स्वस्थ स्वयंसेवकों का भी उपयोग किया। चित्रित किए जा रहे अंगों की गहराई के आधार पर विभिन्न आवृत्तियों वाले अल्ट्रासाउंड जांच का उपयोग किया गया था।
शोधकर्ता गर्दन घुमाने जैसी गतिशील शारीरिक गतिविधियों के दौरान गर्दन में गले की नस और कैरोटिड धमनी की लगातार छवि बनाने में सक्षम थे। उन्होंने देखा कि जैसे-जैसे स्वयंसेवक बैठने या खड़े होने से लेटने की ओर बढ़ते हैं, नस का व्यास बदलता जाता है, और स्वयंसेवक जॉगिंग करते समय धमनी में रक्त के प्रवाह और दबाव में परिवर्तन को मापने में सक्षम होते हैं। उन्होंने जॉगिंग और साइकिलिंग जैसे व्यायाम से पहले, उसके दौरान और बाद में फेफड़ों की कार्यप्रणाली, डायाफ्राम की गति और हृदय के चार कक्षों की भी तस्वीरें लीं; और जब स्वयंसेवकों ने शराब पी और रस उनके पाचन तंत्र में चला गया तो पेट भरने और खाली होने का अवलोकन किया।
रोबोटिक एक्सोसूट व्यक्तिगत चलने में सहायता प्रदान करने के लिए अल्ट्रासाउंड इमेजिंग का उपयोग करता है
टीम अब स्टिकर को वायरलेस बनाने और छवियों की व्याख्या करने में मदद के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता एल्गोरिदम विकसित करने पर काम कर रही है। वरिष्ठ लेखक कहते हैं, "हम कल्पना करते हैं कि हमारे पास स्टिकर का एक बॉक्स हो सकता है, प्रत्येक को शरीर के एक अलग स्थान की छवि के लिए डिज़ाइन किया गया हो।" Xuanhe झाओ. "हमारा मानना है कि यह पहनने योग्य उपकरणों और चिकित्सा इमेजिंग में एक सफलता का प्रतिनिधित्व करता है।"
किसी संबद्ध में लिखना परिप्रेक्ष्य लेख, फिलिप टैन और नानशु लू ने चेतावनी दी है कि पैच द्वारा प्रस्तुत अवसरों के बावजूद, बाधाओं को दूर करना बाकी है। विशेष रूप से, 3डी मेडिकल इमेजिंग के लिए पर्याप्त ट्रांसड्यूसर को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक व्यापक सर्किटरी और हार्डवेयर को शामिल करने से गतिशीलता और गतिशीलता सीमित हो सकती है - कुछ ऐसा जो "चिप पर अल्ट्रासाउंड" अनुसंधान में मदद कर सकता है।
