可穿戴超声贴纸可帮助患者对内部器官进行连续的医学成像

这款邮票大小的设备可以连续几天产生清晰的内脏图像。

一项新的研究发现，一个大约有邮票大小的可穿戴超声贴纸可以帮助活动中的患者对内部器官进行连续的医学成像。

超声成像是以安全、无创的方式扫描体内最常用的医疗工具之一。目前，超声波成像的操作方式是，首先在患者皮肤上涂抹一种液体凝胶，以帮助传播超声波。然后将超声探头或换能器压在凝胶上。

连续的长期超声成像有助于揭示几天甚至几个月内患者健康状况的潜在重要变化。然而，超声成像目前依赖于笨重、坚固的设备，这使得长期监测变得困难。此外，捕获超声图像需要训练有素的超声学家正确地将超声探头应用到患者身上并将其定向。实际上，即使只是为了避免重复性运动损伤，这些往往实际会限制超声治疗的时间。

最近，科学家们探索了可伸缩超声探头，这种探头可以更好地符合患者的身体，用于潜在的可穿戴应用。然而，除其他问题外，此类设计还存在分辨率低和身体运动期间图像质量差的问题。

现在，科学家们已经开发出一种超声波贴纸，这种贴纸可以克服许多挑战。他们在7月29日的《科学》杂志上详细介绍了该发现。

新设备由一个薄而硬的扫描仪阵列组成，每平方厘米有400个超声换能器。该阵列耦合到柔软、耐用、粘性的层上，可以粘合到皮肤上。整个贴纸厚度为3毫米，尺寸为2平方厘米。

在测试中，研究人员让健康志愿者在身体的各个部位佩戴该设备，包括颈部、胸部、腹部和手臂。他们还让参与者在实验室里进行各种活动，如坐、站、慢跑、骑自行车、举重和喝果汁。

这些装置贴在志愿者的皮肤上，并在长达48小时的时间内产生了底层结构的清晰图像。他们可以观察志愿者从坐姿或站姿到仰卧位后颈静脉是如何变宽的；锻炼半小时后心脏是如何肿胀的；慢跑和骑自行车时肺部的表现；当志愿者喝下后来流出的果汁时，胃是如何膨胀和收缩的；以及举重后肱二头肌是如何充满血液的。

该研究的高级作者、麻省理工学院机械工程师Xuanhe Zhao说，生物粘附超声（BAUS）设备的图像分辨率“与护理点超声相似”。他补充说，要达到成熟的传统超声波机的性能，还需要做更多的工作。

目前，这些设备需要与能够将超声数据转换为图像的仪器连接。研究人员认为贴纸也有多种用途。例如，它们可以应用于医院的患者，类似于心脏监测EKG贴纸，并有助于连续扫描内脏器官，而无需技术人员长时间将探头固定到位。

该团队正在努力使贴纸以无线方式运行，以及开发基于人工智能的软件算法，以更好地解释和诊断贴纸的图像。研究人员设想，这种超声贴纸未来可被患者和消费者打包购买，不仅用来监测各种内脏器官，还能监测肿瘤的进展，以及子宫内胎儿的发育情况等。　　

      审核编辑：彭静

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