Monitorizarea continuă ultrasonografică, timp de 48h, posibilă cu ajutorul unui nou dispozitiv de tip wearable
Conform unui studiu publicat în jurnalul Science, oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts au dezvoltat un plasture (patch) inteligent capabil să monitorizeze și să obțină în mod continuu informații de ultrasonografie de la nivelul țesuturilor, mușchilor și organelor pe o perioadă de 48 de ore. Deși are o dimensiune de numai 2 cm pătrați, patch-ul permite achiziția imaginilor atât de la nivelul pielii, cât și de la o distanță de 20 cm în profunzimea țesuturilor. Acesta a fost testat în mai multe condiții, la diferite niveluri de activitate fizică, rezultatele arătând că poate rămâne fixat pe piele și își păstrează transmisibilitatea acustică pentru mai mult de 2 zile.
Avantajele pe care le aduce BAUS (Bioadhesive Ultrasound) pot schimba întregul mod în care ne-am raportat la ecografii până acum. Nu numai că elimină nevoia utilizării instrumentelor voluminoase și implicarea personalului specializat pentru achiziția imaginilor de ultrasonografie, ci oferă posibilitatea tuturor doritorilor de a beneficia de o monitorizare continuă, eficientă și de durată, oricând au nevoie, oriunde s-ar afla.
Una dintre opțiunile plasturelui, care nu a fost analizată în cadrul studiului publicat în Science, este monitorizarea fetusului în timpul sarcinii. BAUS ar putea ajuta femeile gravide și medicii care monitorizează sarcina oferindu-le o alternativă rapidă și sigură pentru a observa imagistic modul în care se dezvoltă fetusul. Nu numai că ar elimina nevoia de a se prezenta la spital pentru o ecografie de rutină, ci ar permite mamelor și specialiștilor să se asigure în orice loc și moment că fătul se dezvoltă sănătos.
În acest moment, aplicațiile imediate ale patch-ului BAUS ar putea fi implementate numai în interiorul spitalelor. Actualul model al dispozitivului necesită conectarea acestuia la instrumente care pot traduce undele sonore în imagini propriu-zise. În spitale, patch-ul ar putea fi cuplat cu astfel de instrumente și ar putea monitoriza imagistic continuu organele interne ale pacienților, fără să fie nevoie de personal specializat în ultrasonografie.
Autorii studiului afirmă faptul că lucrează la dezvoltarea următoarei generații de plasturi, care va fi wireless și care se va putea conecta direct la smartphone-ul utilizatorului. Unul dintre autorii studiului estimează că vor trece între 2 și 5 ani pentru dezvoltarea acestui dispozitiv îmbunătățit și aprobarea sa de către Food and Drug Administration.
„Pe viitor, ne imaginăm o serie de plasturi, atașați pe diverse zone ale corpului, plasturi care să comunice cu smartphone-ul și care să beneficieze de algoritmi de inteligență artificială care pot analiza imaginile obținute. Considerăm că am deschis o nouă eră a imagisticii wearable: cu numai câțiva plasturi pe corp, oamenii își vor putea monitoriza imagistic organele interne” – afirmă Prof. Xuanhe Zhao, autor principal al studiului și profesor de inginerie mecanică, civică și de mediu la MIT.
Arhitectura patch-ului și rezultatele cercetărilor
BAUS are forma unui pătrat cu o arie de 2 cm pătrați și o grosime de 2-3 mm. Este alcătuit dintr-o componentă subțire, piezoelectrică, rigidă, care conține o serie de traductoare, și dintr-o componentă moale, care permite o adeziune eficientă pentru o perioadă mai mare de 48 de ore la nivelul pielii. Componenta piezoelectrică transmite undele sonore către țesuturi, în timp ce componenta moale și elastică reprezintă un mediu propice pentru propagarea acestor unde și asigură fixarea pe corp. Componenta elastică este alcătuită din două straturi polimerice subțiri care încapsulează un hidrogel solid ce permite transmiterea undelor sonore. Stratul inferior a fost construit astfel încât să se poată lipi de piele, în timp ce stratul superior aderă la matricea de traductoare.
Patch-ul a fost testat în rândul a 15 participanți care au efectuat activități fizice la diverse intensități (mers, ciclism, jogging, ridicat de greutăți etc). Rezultatele au arătat că BAUS capturează continuu schimbările care au loc în organe în momentul efectuării activităților fizice. Mai mult decât atât, conform autorilor studiului, dacă patch-ul ar fi conectat cu algoritmi de inteligență artificială care să interpreteze rezultatele imagistice, atunci ar putea avea inclusiv opțiunea de a alerta utilizatorul în momentul în care a efectuat suficient efort fizic.
Zonele în care s-a testat patch-ul au fost brațele, gâtul și pieptul:
- la nivelul brațului, patch-ul a fost suficient de sensibil pentru a putea monitoriza micro-leziunile din mușchi în timpul și la o oră după o sesiune de ridicat greutăți;
- la nivelul gâtului, patch-ul a putut identifica tensiunea arterială, monitorizând continuu diametrul arterei carotide;
- la nivelul pieptului, patch-ul a capturat imagini de ultrasonografie ale inimii.
Citește și:
- Un nou scor genetic identifică pacienţii oncologici pediatrici care au risc de obezitate severă
- Genome-to-treatment: Diagnosticarea bolilor genetice este posibilă în doar 13 ore cu ajutorul unui nou sistem de secvențiere și interpretare rapidă a datelor pe baza AI
- Secvențierea întregului exom crește acuratețea selectării pacienților care răspund la imunoterapie