Poręczny czujnik ultradźwiękowy zapewnia ciągłe obrazowanie serca

Naukowcy z Instytutu opracowali przenośny ultradźwiękowy system obrazowania serca, który może działać nawet podczas treningu University of California San Diego. Zespół ma nadzieję, że czujnik wielkości znaczka pocztowego, który może ocenić zarówno funkcję, jak i strukturę ciepła, sprawi, że długoterminowe skanowanie serca stanie się dostępne dla dużej populacji.

Według British Heart Foundation w samej Wielkiej Brytanii 7.6 miliona żyje z chorobą serca lub układu krążenia, a około 460 osób umiera z tego powodu każdego dnia. Chociaż choroby serca są główną przyczyną zgonów wśród seniorów, stają się coraz bardziej powszechne również wśród młodych.

„Serce podlega różnego rodzaju patologiom” — wyjaśnia współautor i materiałoznawca Hongjie Hu. „Niezależnie od tego, czy silny, ale normalny skurcz komór serca prowadzi do fluktuacji objętości, czy też wystąpił problem morfologiczny serca w nagłym przypadku, monitorowanie obrazu serca w czasie rzeczywistym pokazuje cały obraz z żywymi szczegółami”.

Problem z obrazowaniem serca polega na tym, że echokardiogramy zazwyczaj wymagają wysoko wykwalifikowanych techników i nieporęcznych urządzeń skanujących, podczas gdy tomografia komputerowa i PET mogą być dla niektórych niewygodne i wiążą się z dodatkowym czynnikiem narażenia pacjentów na promieniowanie.

Co więcej, wiele problemów z czynnością serca występuje sporadycznie lub ujawnia się dopiero, gdy ciało jest w ruchu, zauważają naukowcy. Duże, nieruchome elementy wyposażenia nie nadają się do długoterminowego monitorowania iz pewnością nie mogą obrazować poruszających się pacjentów.

W przeciwieństwie do tego, mówi kierownik projektu i nanoinżynier Sheng Xu, nowy czujnik można nosić przez 24 godziny za jednym razem, umożliwiając „każdemu korzystanie z obrazowania ultrasonograficznego w podróży”.

Centralnym punktem systemu Xu i jego kolegi jest nadający się do noszenia, rozciągliwy i przylegający plaster – o wymiarach 1.9 x 2.2 cm, grubości nieco poniżej milimetra i tak miękki jak skóra – który emituje i odbiera fale ultradźwiękowe. Plaster obrazuje strukturę serca w czasie rzeczywistym z dużą rozdzielczością przestrzenną i czasową.

Co więcej, algorytmy sztucznej inteligencji wbudowane w urządzenie pozwalają mu określić, ile krwi rzeczywiście pompuje serce – ważny pomiar, ponieważ brak pompowania wystarczającej ilości krwi często leży u podstaw wielu chorób sercowo-naczyniowych.

Konstrukcja plastra sprawia, że ​​idealnie nadaje się do stosowania na ciałach w ruchu. Jako współautor i nanoinżynier Xiaoxiang Gao zauważa, że ​​można go przymocować do klatki piersiowej przy minimalnym ograniczeniu ruchu badanego, zapewniając nawet ciągły odczyt czynności serca przed, w trakcie i po wysiłku. Obecnie plaster musi być podłączony do komputera za pomocą kabli, ale naukowcy twierdzą, że opracowali obwód bezprzewodowy, aby usunąć to ograniczenie.

„Rosnące ryzyko chorób serca wymaga bardziej zaawansowanych i kompleksowych procedur monitorowania” — mówi Xu. „Dostarczając pacjentom i lekarzom dokładniejszych szczegółów, ciągłe monitorowanie obrazu serca w czasie rzeczywistym może fundamentalnie zoptymalizować i zmienić paradygmat diagnostyki kardiologicznej”.

Ekspert w dziedzinie obrazowania układu krążenia Mech Alastaira z University of Leicester, który nie był zaangażowany w obecne badania, mówi, że system ma zdolność „przekształcenia” sposobu, w jaki lekarze monitorują i leczą choroby serca wśród pacjentów wysokiego ryzyka. „Wysokiej jakości obrazowanie może pomóc uratować życie osobom z chorobami serca” – mówi. „To zdumiewające, gdy się pomyśli, że będziemy w stanie przenieść echokardiografię poza tradycyjne placówki opieki zdrowotnej i umieścić ją bezpośrednio w rękach pacjentów”.

Naklejka USG zapewnia ciągłe obrazowanie narządów wewnętrznych

Steffena Petersena – kardiolog z Queen Mary University of London, który również nie był zaangażowany w to badanie – zgadza się, chwaląc w szczególności zdolność plastra do ciągłego przesyłania danych podczas codziennych czynności. I dodaje: „Potencjał takiej technologii w kardiologii jest ogromny, a ocena budowy i funkcji serca w taki sposób doprowadzi do kolejnych wynalazków i wskazań klinicznych”.

Po ukończeniu wstępnych badań Xu i współpracownicy chcą ulepszyć konstrukcję czujnika, zminiaturyzować jego system zasilania i uogólnić model głębokiego uczenia, aby mógł być używany przez większą populację pacjentów. W nadchodzących latach będą również dążyć do komercjalizacji technologii – za pośrednictwem swojego start-upu Softsonics, spodziewając się, że pojedyncza jednostka będzie prawdopodobnie kosztować około 80 USD (66 GBP).

Badanie opisano w Natura.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/wearable-ultrasound-sensor-provides-continuous-cardiac-imaging/