Bærbar ultralydsensor gir kontinuerlig hjerteavbildning

Publisert av Platon

Følgere: 0

Hjerte ultralydkamera — **Vurdere hjertehelsen** Det bærbare ultralydkameraet for hjerte er fleksibelt, noe som gjør det ideelt for hjerteavbildning av kropper i bevegelse, selv under anstrengende trening. (Med tillatelse: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering)

Et bærbart hjerte-ultralydbildesystem som til og med kan fungere under en treningsøkt er utviklet av forskere fra University of California San Diego. Teamet håper at sensoren på størrelse med frimerke, som kan vurdere både hjertets funksjon og struktur, vil gjøre langsiktig hjerteskanning tilgjengelig for en stor befolkning.

Ifølge British Heart Foundation, i Storbritannia alene, lever 7.6 millioner med en hjerte- eller sirkulasjonssykdom, og rundt 460 mennesker dør hver dag av det samme. Mens hjertesykdommer er den ledende dødsårsaken blant pensjonister, blir de også stadig mer vanlige blant unge.

"Hjertet gjennomgår alle slags forskjellige patologier," forklarer medforfatter og materialforsker Hongjie Hu. "Enten det er at en sterk, men normal sammentrekning av hjertekamre fører til volumsvingninger, eller at et hjertemorfologisk problem har oppstått som en nødsituasjon, forteller sanntidsbildeovervåking av hjertet hele bildet i levende detalj."

Problemet med hjerteavbildning er at ekkokardiogrammer vanligvis krever høyt kvalifiserte teknikere og store skannemaskineri, mens CT- og PET-skanninger kan være ubehagelige for noen og kommer med den ekstra faktoren at pasienter utsettes for stråling.

Videre er mange problemer med hjertefunksjonen intermitterende, eller blir først synlige når kroppen er i bevegelse, bemerker forskerne. Store, fastmonterte utstyrsdeler egner seg dårlig for langtidsovervåking, og kan absolutt ikke avbilde bevegelige pasienter.

I kontrast, sier prosjektleder og nanoingeniør Sheng Xu, kan den nye sensoren brukes i 24 timer på én gang, slik at "alle kan bruke ultralydbilder mens de er på farten".

Sentralt i Xu og kollegas system er en bærbar, elastisk og festende lapp – 1.9 × 2.2 cm i størrelse, i underkant av en millimeter i tykkelse og myk som hud – som sender ut og mottar ultralydbølger. Patchen avbilder hjertets struktur i sanntid og med høy romlig og tidsmessig oppløsning.

Dessuten lar kunstig intelligens algoritmer innebygd i enheten bestemme hvor mye blod hjertet faktisk pumper – en viktig måling, siden manglende pumping av nok blod ofte er årsaken til mange hjerte- og karsykdommer.

Bærbar ultralydsensor — **Bærbar ultralyd** Sensoren er omtrent på størrelse med et frimerke og kan brukes i opptil 24 timer. (Med tillatelse: Xu Laboratory, UC San Diego Jacobs School of Engineering)

Utformingen av lappen gjør den ideell for bruk på kropper i bevegelse. Som medforfatter og nanoingeniør Xiaoxiang Gao bemerker, kan den festes til brystet med minimale begrensninger for motivets bevegelser, til og med gi en kontinuerlig avlesning av hjerteaktiviteter før, under og etter trening. Foreløpig må lappen kobles til en datamaskin via kabler, men forskerne sier de har utviklet en trådløs krets for å fjerne denne begrensningen.

"Den økende risikoen for hjertesykdommer krever mer avanserte og inkluderende overvåkingsprosedyrer," sier Xu. "Ved å gi pasienter og leger mer grundige detaljer, er kontinuerlig og sanntids hjertebildeovervåking klar til å fundamentalt optimalisere og omforme paradigmet for hjertediagnoser."

Ekspert på kardiovaskulær bildediagnostikk Alastair Moss fra University of Leicester, som ikke var involvert i denne studien, sier at systemet har evnen til å "transformere" måten leger overvåker og behandler hjertesykdom blant høyrisikopasienter. "Høykvalitets bildebehandling kan bidra til å redde liv for mennesker med hjertesykdom," sier han. "Det er forbløffende å tenke på at vi vil være i stand til å ta ekkokardiografi utenfor tradisjonelle helsetjenester og legge den direkte i hendene på pasienter."

Ultralydklistremerke gir kontinuerlig avbildning av indre organer

Steffen Petersen – en kardiolog ved Queen Mary University of London, som heller ikke var involvert i denne studien – er enig, og roser spesielt lappens evne til å gi kontinuerlige datainnmatinger under daglige aktiviteter. Han legger til: "Potenialet for slik teknologi innen kardiologi er enormt, og å vurdere hjertets struktur og funksjon på en slik måte vil føre til ytterligere oppfinnelser og kliniske indikasjoner."

Etter at den første studien deres er fullført, ser Xu og kollegene på å forbedre sensordesignet, miniatyrisere kraftsystemet og generalisere dyplæringsmodellen slik at den kan brukes av en større populasjon av pasienter. De vil også gå for å kommersialisere teknologien – via oppstarten Softsonics – i løpet av de kommende årene, med forventning om at en enkelt enhet sannsynligvis vil koste rundt $80 (£66).

Studien er beskrevet i Natur.