Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали беспроводную ультразвуковую систему на пластыре, которая непрерывно контролирует жизненно важные показатели в режиме реального времени, даже во время движения. Ультразвук использует высокочастотные звуковые волны для формирования изображения внутренних структур тела, таких как органы брюшной полости, мышцы и сухожилия, сердце и кровеносные сосуды.

По сравнению с другими методами медицинской визуализации, такими как магнитно-резонансная томография (МРТ) и компьютерная томография (КТ), он безопаснее, дешевле и универсальнее.

Однако существуют ограничения, которые делают УЗИ непрактичным. Датчики, используемые для получения изображений, часто бывают громоздкими и подключаются к большим устройствам. Их нужно размещать вручную и приводить в правильное положение, что требует неподвижности человека. Для интерпретации ультразвуковых изображений требуются специалисты-медики. Однако беспроводная система на пластыре изменит ситуацию.

Фото: Муян Лин/Инженерная школа Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего

Полностью интегрированная носимая ультразвуковая система, разработанная инженерами Калифорнийского университета в Сан-Диего, предназначена для мониторинга глубоких тканей без использования громоздких устройств.

Фото: Муян Лин/Инженерная школа Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего

«Этот проект дает комплексное решение для носимой ультразвуковой технологии — не только носимый датчик, но и управляющая электроника выполнены в носимых форм-факторах. Мы создали по-настоящему носимое устройство, которое может измерять показатели жизнедеятельности глубоких тканей без проводов», — объясняет Муян Лин, соавтор исследования.

Ультразвуковая система на патче (ultrasound-system-on-a-patch, USoP) — это продвинутая версия предыдущего ультразвукового датчика, который требовал кабелей для питания и для обеспечения передачи данных. Новый USoP оснащен миниатюрной гибкой схемой управления, которая взаимодействует с массивом ультразвуковых преобразователей, который собирает и передает данные по беспроводной сети в приложение для смартфона. Схема питается от промышленной литий-полимерной батареи.

Тестируя устройство, инженеры выяснили, что оно может непрерывно измерять ткани на глубине 164 мм в до 12 часов подряд. Оно может контролировать такие важные параметры, как артериальное давление, частота сердечных сокращений и сердечные выбросы.

Также USoP оснащен алгоритмом машинного обучения. Устройство можно обучить на одном человеке и передать другому с минимальной потребностью в переобучении. Инженеры говорят, что USoP, насколько им известно, — это первое носимое устройство такого рода.