Phát triển miếng dán siêu âm đeo trên người có thể đo độ đầy bàng quang mà không cần gel
27/11/2023
55 Lượt xem
Các nhà nghiên cứu tại MIT đã thiết kế một miếng dán siêu âm có thể đeo, chụp ảnh các cơ quan giống như siêu âm thông thường mà không cần gel lạnh hay người vận hành. Họ sử dụng nó để đo độ đầy của bàng quang, thiết bị này cũng có thể được điều chỉnh để chụp ảnh các cơ quan nội tạng khác, cung cấp phương pháp mới để theo dõi bệnh tật.
Siêu âm được sử dụng rộng rãi trong thực hành lâm sàng. Kỹ thuật chụp ảnh không gây đau đớn, không xâm lấn, không sử dụng bức xạ ion hóa và cung cấp hình ảnh theo thời gian thực. Tuy nhiên, hiện tại, siêu âm yêu cầu bệnh nhân nằm trên bàn, bôi gel dẫn điện (thường là lạnh) và người vận hành để làm việc với đầu dò.
Điều đó có thể sớm thay đổi nhờ các nhà nghiên cứu của MIT, những người đã thiết kế một thiết bị siêu âm có thể đeo được, dưới dạng miếng dán, không cần dùng gel và người vận hành, đồng thời có thể chụp ảnh chính xác bàng quang để xác định mức độ đầy của nó. Và thiết kế có thể thích ứng.
Canan Dagdeviren, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Công nghệ này rất linh hoạt và có thể được sử dụng không chỉ trên bàng quang mà còn bất kỳ mô sâu nào của cơ thể. Đó là nền tảng mới có thể xác định và mô tả đặc điểm của nhiều căn bệnh mà chúng ta mang trong cơ thể".
Dagdeviren cho biết: “Hàng triệu người đang bị rối loạn chức năng bàng quang và các bệnh liên quan và không có gì đáng ngạc nhiên khi theo dõi thể tích bàng quang là một cách hiệu quả để đánh giá sức khỏe thận của bạn”.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra miếng dán siêu âm có thể đeo được.
Miếng dán bàng quang siêu âm phù hợp (cUSB-Patch) của họ tạo thành một miếng cao su silicon dẻo được gắn với năm mảng siêu âm làm từ vật liệu áp điện mới mà các nhà nghiên cứu đã phát triển cho thiết bị. Vật liệu mới là sự kết hợp pha tạp samarium/lanthanum của chì magiê niobate và gốm chì titanate, Sm/La-PMN-PT.
Các mảng được sắp xếp theo hình chữ X, mang lại trường nhìn rộng. Trong trường hợp này, thiết bị có thể chụp ảnh toàn bộ bàng quang, có kích thước khoảng 4,7 x 3,1 inch (12 x 8 cm) khi đầy. Miếng dán có độ dính tự nhiên và bám nhẹ vào da nên rất dễ dán và tách ra. Nó có thể được giữ cố định an toàn hơn bằng đồ lót hoặc quần legging.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm khả năng của cUSB-Patch để đo thể tích bàng quang, sử dụng nó trên 20 bệnh nhân từ 18 đến 64 tuổi với nhiều chỉ số BMI khác nhau. Đầu tiên, bệnh nhân được chụp ảnh với bàng quang đầy, sau đó là bàng quang trống một phần và bàng quang hoàn toàn trống rỗng. Hình ảnh từ cUSB-Patch có thể so sánh với hình ảnh được chụp bằng đầu dò siêu âm thông thường và hoạt động trên tất cả bệnh nhân, bất kể chỉ số BMI của họ.
Do trường nhìn rộng của thiết bị nên không cần phải áp dụng áp lực như với đầu dò siêu âm thông thường và không cần dùng gel. Để xem hình ảnh được chụp bằng cUSB-Patch, các nhà nghiên cứu đã kết nối mảng siêu âm của họ với máy siêu âm thông thường. Họ đang làm việc trên một thiết bị di động, có kích thước bằng điện thoại thông minh, có thể được sử dụng để xem hình ảnh.
Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ phát triển thiết bị siêu âm có thể được sử dụng để chụp ảnh các cơ quan khác, chẳng hạn như tuyến tụy, gan hoặc buồng trứng. Vị trí và độ sâu của mỗi cơ quan sẽ đòi hỏi sự thay đổi tần số của tín hiệu siêu âm, điều này đòi hỏi phải có vật liệu áp điện mới. Dagdeviren cho biết: “Đối với bất kỳ cơ quan nào mà chúng tôi cần hình dung, chúng tôi quay lại bước đầu tiên, chọn vật liệu phù hợp, đưa ra thiết kế thiết bị phù hợp, sau đó chế tạo mọi thứ phù hợp trước khi thử nghiệm thiết bị và thực hiện các thử nghiệm lâm sàng”.