![В Сан-Диего разработали носимый ультразвуковой пластырь](/upload/iblock/1e4/moaj9156c3fj9yt5bzilyefzkaalsoe5.jpg)
В Сан-Диего разработали носимый ультразвуковой пластырь
Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали носимый ультразвуковой пластырь, который может обеспечивать непрерывный, неинвазивный мониторинг кровотока в головном мозге. Мягкий и эластичный пластырь, который удобно надевать на висок, обеспечивает получение трехмерных данных о мозговом кровотоке - это первая носимая технология.
Команда исследователей под руководством Шэн Сюй, профессора кафедры химической и наноинженерии семейства Aiiso Yufeng Li в инженерной школе Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобса, опубликовала свою новую технологию 22 мая в Nature.
Носимый ультразвуковой пластырь знаменует собой значительный скачок по сравнению с текущим клиническим стандартом, называемым транскраниальной допплерографией. Для этого метода требуется, чтобы обученный специалист подносил ультразвуковой датчик к голове пациента. Однако у этого процесса есть свои недостатки. Он зависит от оператора, поэтому точность измерения может варьироваться в зависимости от квалификации оператора. Он также непрактичен для длительного использования.
![Спящий новорожденный ребенок](/upload/image/blog/news/11-06-2024-4.jpg)
Команда Сюй разработала устройство, которое преодолевает эти препятствия. Их носимый ультразвуковой пластырь предлагает удобное решение, которое можно носить без помощи рук во время пребывания пациента в больнице.
"Возможность непрерывного мониторинга пластыря устраняет критический пробел в современной клинической практике", - сказал соавтор исследования Сай Чжоу, доктор философии в области материаловедения и инженерии в лаборатории Сюя. "Обычно мозговой кровоток контролируется в определенное время каждый день, и эти измерения не обязательно отражают то, что может происходить в течение остальной части дня. Между измерениями могут быть необнаруженные колебания. Если у пациента посреди ночи может начаться инсульт, это устройство может предоставить информацию, которая имеет решающее значение для своевременного вмешательства."
Пациенты, перенесшие операцию на головном мозге и восстанавливающиеся после нее, также могут извлечь выгоду из этой технологии, отметил Джонхо Парк, другой соавтор этого исследования, аспирант кафедры химии и наноинженерии в лаборатории Сюя.
Пластырь размером примерно с почтовую марку изготовлен из силиконового эластомера, в который встроено несколько слоев эластичной электроники. Один слой состоит из массива небольших пьезоэлектрических преобразователей, которые генерируют ультразвуковые волны при электрической стимуляции и принимают ультразвуковые волны, отраженные от мозга. Другим ключевым компонентом является медный сетчатый слой, изготовленный из проволочек в форме пружин, который улучшает качество сигнала за счет минимизации помех от тела пользователя и окружающей среды. Остальные слои состоят из растягивающихся электродов.
Во время использования пластырь подключается с помощью кабелей к источнику питания и компьютеру. Для достижения 3D-мониторинга исследователи интегрировали в систему сверхбыстрое ультразвуковое изображение. В отличие от стандартного ультразвука, которое делает около 30 снимков в секунду, сверхбыстрое сканирование позволяет получать тысячи изображений в секунду. Такая высокая частота кадров необходима для сбора достоверных данных от пьезоэлектрических преобразователей в пластыре, которые в противном случае страдали бы от низкой интенсивности сигнала из-за сильного отражения от черепа.
Затем данные подвергаются постобработке с использованием пользовательских алгоритмов для восстановления трехмерной информации, такой как размер, угол наклона и положение основных артерий мозга.
"Сосудистая сеть головного мозга представляет собой сложную структуру с множеством разветвляющихся сосудов. Вам нужно устройство, способное фиксировать эту трехмерную информацию, чтобы получить полную картину и получить более точные измерения ", - сказал Синьи Ян, другой соавтор этого исследования и аспирант кафедры материаловедения и инженерии в лаборатории Сюя.
В этом исследовании пластырь был протестирован на 36 здоровых добровольцах на предмет его способности измерять скорости кровотока - максимальную систолическую, среднюю и конечную диастолическую скорости - в основных артериях мозга. Участники занимались действиями, влияющими на кровоток, такими как хватание за руки, задержка дыхания и чтение. Измерения пластыря точно соответствовали измерениям, полученным с помощью обычного ультразвукового датчика.
Далее исследователи планируют сотрудничать с врачами Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего, чтобы протестировать пластырь на пациентах с неврологическими заболеваниями, влияющими на мозговой кровоток. Сюй стал соучредителем стартап-компании Softsonics для коммерциализации этой технологии.
Читайте также
![Анестезиология в стоматологии.](/upload/iblock/2eb/kqzp6n2rvhmx0gpobghzhldjdqoo7nn8.jpg)
![Ночные переводы из отделения интенсивной терапии увеличивают риски осложнений](/upload/iblock/25f/f6wtbtqm7c68g0s4qxrppjh87iyddc9z.jpg)
![Обязательное обучение медицинских работников на портале НМФО](/upload/iblock/e98/rs8aonrovumla2vbe709ko40nlvzwsb5.jpg)
![Применение ChatGPT в клинических процессах](/upload/iblock/079/3cccdc7f0ont1x04xzjxbxsxg6fhkor8.jpg)