Monitor ultrasound nirkabel siap untuk berolahraga – Physics World

Para peneliti di AS telah merancang transduser ultrasound yang mentransmisikan informasi secara nirkabel dan dapat dipakai dengan nyaman di kulit, mengatasi dua kekurangan utama dari perangkat sebelumnya. Dikembangkan oleh Mu Yang Lin, Sheng Xu dan rekannya di University of California San Diego (UCSD), transduser baru ini dapat digunakan untuk memantau pasien dengan kondisi kardiovaskular yang serius, serta untuk membantu para atlet memantau latihan mereka.

Transduser ultrasound bekerja dengan mentransmisikan gelombang suara berfrekuensi tinggi ke dalam tubuh, kemudian mendeteksi gelombang yang dipantulkan dari jaringan yang memiliki kerapatan dan sifat akustik berbeda. Selama beberapa dekade terakhir, peningkatan desain probe dan sirkuit, dikombinasikan dengan algoritme yang lebih baik untuk memproses sinyal ultrasound, telah menghasilkan transduser yang dapat disesuaikan dengan lipatan kulit seseorang. Ini memungkinkan perangkat untuk mengukur sinyal ultrasonik secara terus menerus, yang sangat berguna untuk memantau denyut nadi dan arteri.

Para peneliti di lab Xu punya probe ultrasound yang dapat dipakai yang dikembangkan sebelumnya yang dapat memantau beberapa parameter fisiologis jaringan dalam, termasuk tekanan darah, aliran darah, dan bahkan pencitraan jantung. Meski begitu, teknologi tersebut memiliki beberapa kekurangan. “Probe yang dapat dikenakan ini semuanya disambungkan ke mesin besar untuk daya dan pengumpulan data, dan akan bergeser dalam posisi relatif selama gerakan manusia, membuat mereka kehilangan jejak target,” jelas Lin, seorang mahasiswa PhD di bidang rekayasa nano di UCSD dan penulis utama sebuah kertas masuk Bioteknologi Alam di perangkat.

Karena kelemahan ini, sensor ultrasound kontinu sebelumnya dapat secara serius menghambat mobilitas pemakainya. Mereka juga sering membutuhkan penyesuaian saat pemakainya berpindah-pindah.

USG tidak terikat

Untuk mengatasi masalah ini, tim UCSD mengembangkan perangkat baru berdasarkan miniatur, sirkuit kontrol fleksibel yang berinteraksi dengan berbagai transduser. Perangkat ini mengumpulkan sinyal ultrasonik tetapi tidak memprosesnya secara langsung. Sebaliknya, itu menyampaikannya secara nirkabel ke komputer atau smartphone, yang memprosesnya menggunakan pembelajaran mesin.

“Kami mengembangkan algoritme untuk menganalisis sinyal secara otomatis dan memilih saluran yang memiliki sinyal terbaik untuk menggerakkan jaringan target,” jelas Lin. “Oleh karena itu, sinyal dari jaringan target terus menerus, bahkan selama manusia bergerak.”

Para peneliti menguji kemampuan ini dengan menggunakan perangkat untuk melacak posisi arteri karotid subjek manusia sambil memantau denyut darah di dalamnya. Arteri ini memasok darah ke kepala dan leher, sehingga mereka melatih algoritme untuk mengenali perpindahan yang disebabkan oleh gerakan kepala subjek yang berbeda.

Meskipun tim hanya melatih algoritme pada satu subjek, algoritme adaptasi lebih lanjut memungkinkan pemakai baru menggunakan sensor dengan pelatihan ulang minimal. Setelah dilatih, perangkat tersebut dapat mendeteksi sinyal ultrasound dari denyut arteri karotis sedalam 164 mm di bawah kulit, bahkan saat pemakainya sedang berolahraga.

Monitor multi guna

Xu dan rekan awalnya bermaksud untuk menguji kemampuan sensor tersebut sebagai monitor tekanan darah. Namun, melalui percobaan mereka, mereka menemukan bahwa itu juga dapat memantau parameter penting lainnya, termasuk kekakuan arteri, volume darah yang dipompa keluar oleh jantung, dan jumlah udara yang dihembuskan oleh pemakainya.

Sensor ultrasound yang dapat dipakai menyediakan pencitraan jantung terus menerus

Pada akhirnya, para peneliti memperkirakan desain mereka dapat membuka berbagai kemungkinan untuk pemantauan ultrasound terus menerus. “Dengan menggunakan teknologi ultrasound yang dapat dikenakan, kami dapat melepaskan pasien dari mesin besar dan mengotomatiskan pemeriksaan ultrasonik,” kata Lin. “Fisiologi jaringan dalam dapat dipantau dalam gerakan, yang memberikan peluang yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk ultrasonografi medis dan fisiologi olahraga.”

Kemampuan ini bisa mengubah hidup pasien yang hidup dengan kondisi kardiovaskular, kata Lin. “Untuk populasi yang berisiko, nilai tekanan darah dan curah jantung yang tidak normal saat istirahat atau selama berolahraga adalah tanda gagal jantung,” jelasnya. Tetapi aplikasi tidak berakhir di situ. “Untuk populasi yang sehat, perangkat kami dapat mengukur respons kardiovaskular terhadap olahraga secara real-time. Dengan demikian, ini dapat memberikan wawasan tentang intensitas latihan aktual yang diberikan oleh setiap orang, yang dapat memandu perumusan rencana latihan yang dipersonalisasi.”

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Keuangan EVM. Antarmuka Terpadu untuk Keuangan Terdesentralisasi. Akses Di Sini.
• Grup Media Kuantum. IR/PR Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/wireless-ultrasound-monitor-is-ready-for-a-workout/