超聲波貼紙可以連續多天成像內部器官
用水基水凝膠制成的超聲波貼片 圖片來源：Mitsutoshi Makihata /Xuanhe Zhao
貼在皮膚上的郵票大小的貼片可以為內臟器官提供48小時的連續超聲成像。這可以揭示一些細節，比如運動時人體心臟形狀的變化，或者一個人吃飯或喝酒時胃的膨脹和收縮。相關論文發表于《科學》。
“歡迎來到‘可穿戴成像’時代，”麻省理工學院的趙宣和（音）說。
許多研究人員一直在努力開發由柔性材料制成的可穿戴超聲設備。但他們發現，要制造出既能黏在皮膚上數小時以上，又能實現高分辨率超聲成像的柔性設備，是一項挑戰。
趙宣和與同事通過將產生和檢測超聲波的剛性換能器組件與柔軟、粘性的貼片相結合，解決了這個問題。該貼片包括一層用于傳輸超聲波的水基水凝膠，夾在兩層彈性體材料之間，以防止水凝膠脫水。
研究小組在15名志愿者的手臂、頸部、胸部和腰部分別貼上了超聲波貼紙，這些志愿者在實驗室里喝果汁、舉重、慢跑或騎自行車。在這些活動中，貼紙上的超聲波成像顯示出他們肺部、隔膜、心臟、胃及大動脈和靜脈的大小和形狀的變化。
在超聲波貼紙可以用于任何地方的醫療監測之前，還有很多工作要做。目前，這些貼紙必須通過電線連接到一臺計算機，該計算機將超聲波轉換為圖像并收集數據，這意味著它不是一個完全便攜的系統。
盡管如此， “現在已經有一種手機大小的數據采集系統的即時超聲設備。”這讓趙宣和相信，計算組件可以微型化，并最終與超聲波貼紙集成，成為一個真正的無線和完全便攜的成像系統。
德克薩斯大學奧斯汀分校的盧南樹（音）說，“這是一項真正具有開創性的研究，讓可穿戴超聲波更接近患者。”
超聲貼紙可以為醫院提供更靈活的成像選項，以監測患者，而不需要技術人員持有超聲探頭，在技術人員短缺的情況下，它們可能很有用。“你不需要一個訓練有素的超聲醫生，也不需要一臺巨大的超聲機器。”奧斯汀德克薩斯大學的Philip Tan說，“可以將其部署到資源非常少的社區。”
從長遠來看，這種貼紙可以幫助監測家中新冠肺炎患者的肺部、監視管理心血管疾病患者、追蹤不斷增長的癌癥腫瘤，甚至可以連續監測子宮內的胎兒。低功率超聲波沒有已知的風險，但研究小組表示，他們將在未來研究長時間暴露在超聲波下的任何潛在副作用。
相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.abo2542
