Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали инновационное устройство — ультразвуковой пластырь, который позволяет непрерывно отслеживать кровоток в мозге. Эта разработка может оказаться крайне полезной для диагностики различных сосудистых заболеваний.

Ультразвуковой пластырь, состоящий из массива пьезоэлектрических преобразователей, соединённых многослойным растяжимым электродом, обеспечивает объёмное картирование основных артерий мозга и запись спектров кровотока. Устройство позволяет проводить ультразвуковую съемку с частотой 3000 изображений в секунду, расширяя поле зрения до 60 на 60 мм на глубине 50 мм.

Традиционные методы мониторинга кровотока в мозге, такие как транскраниальный доплер (TCD), имеют ряд недостатков, включая жесткость конструкции и необходимость ручной настройки. Новый пластырь решает эти проблемы, обеспечивая удобное и длительное мониторирование. По словам одного из авторов исследования Сая Чжоу, современное медицинское оборудование не позволяет отслеживать кровоток непрерывно, что может привести к пропуску важных изменений. Новое устройство способно предоставить необходимую информацию для своевременного вмешательства.

Устройство размером с почтовую марку содержит 16 на 16 преобразователей с частотой 2 МГц, что минимизирует затухание и фазовые искажения при прохождении сигнала через череп. Для улучшения сигнала и защиты от электромагнитных помех исследователи использовали медную сетку и силиконовый эластомер.

Для проверки эффективности устройства учёные сравнили данные, полученные с помощью пластыря, с данными от традиционного TCD. Исследования показали, что результаты измерений кровотока в 10 артериальных сегментах у 36 здоровых добровольцев практически не отличались. Разница в скоростях кровотока была минимальной, что подтверждает высокую точность нового устройства.

В ходе экспериментов исследователи наблюдали за изменениями кровотока у участников, выполнявших различные физические и умственные задачи. Например, при выполнении упражнения на сжатие кулака скорость кровотока в средней мозговой артерии заметно увеличивалась, а затем постепенно возвращалась к исходным значениям после завершения упражнения. Это демонстрирует, как пластырь может отслеживать динамические изменения кровотока в реальном времени.

В дальнейшем планируется провести испытания устройства на беременных женщинах и сравнить его эффективность с ручными ультразвуковыми приборами. Также учёные намерены интегрировать в пластырь беспроводные модули, чтобы пациенты могли носить его без привязки к кабелям.