Nastávající maminky budou moci vidět své dítě v děloze pomocí telefonu

Nastávající maminky by již brzy mohly sledovat růst dětí v děloze na chytrém telefonu. Byly vyvinuty samolepicí náplasti o velikosti poštovní známky, které umožňují zobrazit srdce, plíce a další orgány, uvedl server Newsweek.

Budou připojeny k chytrému telefonu a budou vytvářet jasné a nepřetržité snímky po dobu 48 hodin. Zatímco ženy by mohly vidět svůj vlastní plod, zlepšilo by se také sledování nádorů pacientů s rakovinou.

„Představujeme si několik náplastí nalepených na různých místech těla, které by komunikovaly s vaším mobilním telefonem, kde by algoritmy umělé inteligence na požádání analyzovaly snímky,“ uvedl hlavní autor studie, profesor Xuanhe Zhao, strojní inženýr z Massachusettského technologického institutu.

„Věříme, že jsme otevřeli novou éru nositelného zobrazování. S několika náplastmi na těle byste mohli vidět své vnitřní orgány.“

Jako rentgen v kapse

Tým bostonské instituce provedl řadu testů se zdravými dobrovolníky, kteří nosili nálepky na různých částech těla, včetně krku, hrudníku, břicha a paží.

Nálepky zůstaly připevněné na jejich kůži a pořizovaly detailní snímky základních struktur po dobu až dvou dnů. Během této doby účastníci prováděli v laboratoři různé činnosti od sezení a stání až po běh, jízdu na kole a zvedání činek.

Snímky odhalily změnu průměru hlavních cév při sezení a při stání. Zachytily také detaily hlubších orgánů, například jak srdce mění tvar při námaze během cvičení. Výzkumníci také mohli sledovat, jak se žaludek roztahuje a pak zase smršťuje, když dobrovolníci pili a později vylučovali šťávu ze svého těla.

A když někteří z nich zvedali závaží, mohli Zhao a jeho kolegové detekovat jasné vzory v podkožních svalech, které signalizovaly dočasné mikropoškození.

Vedoucí autor Xiaoyu Chen řekl: „Díky zobrazování bychom mohli být schopni zachytit okamžik v tréninku před přetížením a zastavit ho dříve, než se svaly stanou bolestivými. Zatím nevíme, kdy by tento okamžik mohl nastat, ale nyní můžeme poskytnout obrazová data, která mohou odborníci interpretovat.“

Okno do těla

Ultrazvuk je bezpečné a neinvazivní okno do fungování těla, které lékařům poskytuje živé obrazy pacientových orgánů. Vyškolení technici manipulují s hůlkami a sondami, aby nasměrovali zvukové vlny do těla. Ty se odrážejí zpět a vytvářejí snímky s vysokým rozlišením.

V současné době tato technika vyžaduje objemné a specializované vybavení, které je k dispozici pouze v nemocnicích a ordinacích lékařů.

Nová konstrukce by mohla způsobit revoluci v medicíně tím, že se systém stane stejně nositelným a dostupným jako nákup náplastí v lékárně. V současné době je nutné připojit nálepky k přístrojům, které převádějí odražené zvukové vlny na obraz. I v této podobě mají potenciální okamžité využití pro pacienty v nemocnicích, podobně jako nálepky pro monitorování srdce elektrokardiogramem. Mohly by také nepřetržitě zobrazovat vnitřní orgány, aniž by technik musel dlouho držet sondu na místě.

Pokud se podaří zajistit, aby zařízení fungovala bezdrátově, na čemž tým v současné době pracuje, mohla by se z nich stát nositelná zobrazovací zařízení, která by si pacienti mohli vzít domů z ordinace lékaře nebo dokonce koupit v lékárně.

Při zobrazování ultrazvukem technik nejprve nanese na kůži pacienta tekutý gel, který přenáší ultrazvukové vlny. Poté se na gel přitiskne sonda neboli snímač, který vysílá zvukové vlny do těla, jež se odrážejí od vnitřních struktur a vracejí se zpět k sondě, kde se ozvěna převede na vizuální obraz. Pro pacienty, kteří vyžadují dlouhodobé zobrazování, nabízejí některé nemocnice sondy připevněné k robotickým ramenům, která mohou držet snímač na místě, aniž by se unavila, ale tekutý ultrazvukový gel časem odtéká a vysychá, což přerušuje dlouhodobé zobrazování.

Přesnější měření

V posledních letech vědci zkoumali návrhy roztažitelných ultrazvukových sond, které by umožnily přenosné a nízkoprofilové zobrazování vnitřních orgánů. Tyto návrhy poskytovaly flexibilní soustavu malých ultrazvukových snímačů, přičemž myšlenka spočívala v tom, že takové zařízení by se roztáhlo a přizpůsobilo tělu pacienta. Tyto experimentální návrhy však poskytovaly snímky s nízkým rozlišením, částečně kvůli své roztažnosti. Při pohybu s tělem se měniče vůči sobě navzájem posouvají, což zkresluje výsledný obraz.

Absolvent Massachusettského technologického institutu a spoluautor Chonghe Wang uvedl: „Senzory se používají k měření. Nositelný ultrazvukový zobrazovací nástroj by měl obrovský potenciál v budoucí klinické diagnostice. Rozlišení a doba zobrazování stávajících ultrazvukových náplastí je však relativně nízká a nedokážou zobrazit hluboké orgány.“

Ultrazvuková nálepka vytváří snímky s vyšším rozlišením po delší dobu díky spojení elastické lepicí vrstvy s pevnou soustavou snímačů.

Přilnavý povrch je vyroben ze dvou tenkých vrstev elastomeru, které obalují střední vrstvu pevného hydrogelu, materiálu převážně na bázi vody, který snadno přenáší zvukové vlny. Na rozdíl od tradičních ultrazvukových gelů je pružný a elastický.

Chen uvedl: „Tento ultrazvukový gel se vyznačuje vysokou odolností vůči vnějším vlivům. Elastomer zabraňuje dehydrataci hydrogelu. Pouze pokud je hydrogel vysoce hydratovaný, mohou akustické vlny účinně pronikat a poskytovat zobrazení vnitřních orgánů s vysokým rozlišením.“

Spodní vrstva elastomeru je navržena tak, aby přilnula ke kůži, zatímco horní vrstva přilne k pevné soustavě snímačů, které tým rovněž navrhl a vyrobil.

Tým také vyvíjí softwarové algoritmy založené na umělé inteligenci, které dokáží lépe interpretovat a diagnostikovat snímky z nálepek. Mohly by se používat nejen ke sledování různých vnitřních orgánů, ale také k monitorování vývoje nádorů a také vývoje plodu v děloze.

Zhao dodal: „Představujeme si, že bychom mohli mít krabici samolepek, z nichž každá by zobrazovala jiné místo v těle. Věříme, že to představuje průlom v oblasti nositelných zařízení a lékařského zobrazování.“

Zdroj: Newsweek.com, Science.org