Nosljivi ultrazvočni senzor zagotavlja neprekinjeno slikanje srca

Raziskovalci iz Univerza v Kaliforniji San Diego. Ekipa upa, da bo senzor v velikosti poštne znamke, ki lahko oceni delovanje in strukturo srca, omogočil dolgotrajno skeniranje srca dostopno veliki populaciji.

Po podatkih British Heart Foundation samo v Združenem kraljestvu 7.6 milijona živi z boleznijo srca ali krvnega obtoka in približno 460 ljudi vsak dan umre zaradi iste. Čeprav so bolezni srca vodilni vzrok smrti med starejšimi, so vse pogostejše tudi med mladimi.

"Srce je podvrženo vsem vrstam različnih patologij," pojasnjuje soavtor in znanstvenik za materiale Hongjie Hu. »Ne glede na to, ali močno, a normalno krčenje srčnih votlin vodi do nihanj volumna, ali pa je prišlo do srčne morfološke težave kot nujne primere, spremljanje slike v srcu v realnem času pove celotno sliko z živimi podrobnostmi.«

Težava pri slikanju srca je v tem, da ehokardiogrami običajno zahtevajo visoko usposobljene tehnike in obsežne stroje za skeniranje, medtem ko sta lahko CT in PET skeniranja za nekatere neprijetna in prinašata dodaten dejavnik izpostavljanja pacientov sevanju.

Poleg tega so številne težave s srčnim delovanjem občasne ali pa postanejo očitne šele, ko je telo v gibanju, ugotavljajo raziskovalci. Veliki, fiksni deli opreme niso primerni za dolgoročno spremljanje in zagotovo ne morejo prikazati premikajočih se pacientov.

Nasprotno, pravi vodja projekta in nanoinženir Sheng Xu, lahko novi senzor nosite 24 ur naenkrat, kar vsem omogoča uporabo ultrazvočnega slikanja na poti.

Osrednji del sistema Xuja in sodelavca je nosljiv, raztegljiv in oprijemljiv obliž – velik 1.9 × 2.2 cm, debel slab milimeter in mehak kot koža – ki oddaja in sprejema ultrazvočne valove. Obliž prikazuje strukturo srca v realnem času in z visoko prostorsko in časovno ločljivostjo.

Poleg tega algoritmi umetne inteligence, vgrajeni v napravo, omogočajo določitev količine krvi, ki jo srce dejansko črpa – pomembna meritev, saj je nezmožnost črpanja zadostne količine krvi pogosto vzrok številnih srčno-žilnih bolezni.

Zasnova obliža je idealna za uporabo na telesih v gibanju. Kot soavtor in nanoinženir Xiaoxiang Gao opombe, ga je mogoče pritrditi na prsni koš z minimalno omejitvijo gibanja subjekta, zagotavlja pa celo neprekinjeno branje srčnih aktivnosti pred, med in po vadbi. Trenutno mora biti popravek povezan z računalnikom prek kablov, vendar raziskovalci pravijo, da so razvili brezžično vezje za odstranitev te omejitve.

"Naraščajoče tveganje za bolezni srca zahteva naprednejše in vključujoče postopke spremljanja," pravi Xu. "Z zagotavljanjem podrobnejših podrobnosti pacientom in zdravnikom je stalno spremljanje srčne slike v realnem času pripravljeno na temeljno optimizacijo in preoblikovanje paradigme srčnih diagnoz."

Strokovnjak za slikanje srca in ožilja Alastair Moss z Univerze v Leicestru, ki ni bil vključen v to študijo, pravi, da lahko sistem "preoblikuje" način, kako zdravniki spremljajo in zdravijo bolezni srca pri bolnikih z visokim tveganjem. »Visokokakovostno slikanje lahko pomaga rešiti življenja ljudem s srčnimi boleznimi,« pravi. "Presenetljivo je misliti, da bomo lahko ehokardiografijo ponesli zunaj tradicionalnih zdravstvenih ustanov in jo dali neposredno v roke pacientom."

Ultrazvočna nalepka omogoča neprekinjeno slikanje notranjih organov

Steffen Petersen – kardiolog z Univerze Queen Mary v Londonu, ki prav tako ni bil vključen v to študijo – se strinja in posebej hvali sposobnost obliža, da zagotavlja neprekinjene vire podatkov med dnevnimi aktivnostmi. Dodaja: "Potencial za takšno tehnologijo v kardiologiji je ogromen in ocenjevanje srčne strukture in delovanja na tak način bo vodilo do nadaljnjih izumov in kliničnih indikacij."

Ko je njihova začetna študija končana, si Xu in njegovi sodelavci prizadevajo izboljšati zasnovo senzorja, miniaturizirati njegov sistem napajanja in posplošiti model globokega učenja, tako da ga lahko uporablja večja populacija bolnikov. Prav tako se bodo v prihodnjih letih lotili komercializacije tehnologije – prek svojega zagonskega podjetja Softsonics – s pričakovanji, da bo ena enota verjetno stala okoli 80 USD (66 GBP).

Študija je opisana v Narava.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/wearable-ultrasound-sensor-provides-continuous-cardiac-imaging/