Специалисты Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали носимый ультразвуковой пластырь, который позволяет проводить непрерывный неинвазивный мониторинг кровоснабжения головного мозга.
Носимый ультразвуковой пластырь является гораздо более удобным и эффективным диагностическим инструментом, чем допплерография, которая считается современным клиническим стандартом. Во-первых, для проведения допплерографии необходимо непосредственное участие медицинского работника. Во-вторых, исследование позволяет зафиксировать состояние кровотока только на данный период времени, в то время как даже в течение суток могут наблюдаться колебания измерений. И если во время сна у пациента случится инсульт, новое устройство сможет зафиксировать данные, которые будут полезны медицинским специалистам и позволят вовремя начать лечение.
Носимый ультразвуковой пластырь – надежное и удобное устройство, которое пациент может постоянно носить в стационаре. Пластырь размером с почтовую марку изготовлен из силиконового эластомера, в который встроено электронные схемы. Один слой состоит из множества небольших пьезоэлектрических преобразователей, которые при электрической стимуляции создают и принимают ультразвуковые волны. Другим ключевым компонентом является медный сетчатый слой, который улучшает качество сигнала и сводит к минимуму внешние помехи. Остальные слои состоят из растягивающихся электродов.
Во время использования пластырь подключается с помощью кабелей к источнику питания и компьютеру. Исследователи интегрировали в систему сверхбыструю ультразвуковую визуализацию, которая позволяет осуществлять непрерывный 3D-мониторинг. В отличие от стандартного ультразвука, который позволяет получать около 30 изображений в секунду, сверхбыстрая визуализация позволяет получать тысячи изображений в секунду. Такая высокая частота кадров необходима для сбора достоверных данных с пьезоэлектрических преобразователей. Затем данные проходят обработку с использованием специальных алгоритмов для восстановления трехмерного изображения.
В исследовании по оценке скорости кровотока (пиковой систолической, средней скорости кровотока и конечной диастолической) приняли участие 36 человек. Участники выполняли действия, влияющие на кровообращение, такие как сжатие пальцев рук в кулак, задержка дыхания и чтение. Результаты измерений пластыря полностью соответствовали результатам, полученным с помощью стандартного ультразвукового исследования.
В дальнейшем исследователи планируют провести совместное исследование с врачами медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего, в ходе которого оценят эффективность использования пластыря у пациентов с неврологическими заболеваниями.
Фото: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering
Источник: 22 мая 2024, https://www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240522225226.htm