پچ سونوگرافی جدید می تواند میزان پر بودن مثانه را اندازه گیری کند | اخبار MIT

محققان MIT یک مانیتور فراصوت پوشیدنی به شکل پچ طراحی کرده‌اند که می‌تواند بدون نیاز به اپراتور اولتراسوند یا استفاده از ژل از اعضای بدن تصویربرداری کند.

در یک مطالعه جدید، محققان نشان داده‌اند که پچ آنها می‌تواند به طور دقیق از مثانه تصویربرداری کند و میزان پر بودن آن را مشخص کند. به گفته محققان، این می تواند به بیماران مبتلا به اختلالات مثانه یا کلیوی کمک کند تا راحت تر نظارت کنند که آیا این اندام ها به درستی کار می کنند یا خیر.

این رویکرد همچنین می تواند با تغییر مکان آرایه اولتراسوند و تنظیم فرکانس سیگنال برای نظارت بر سایر اندام های بدن سازگار شود. چنین دستگاه هایی می توانند به طور بالقوه امکان تشخیص زودهنگام سرطان هایی را که در اعماق بدن شکل می گیرند، مانند سرطان تخمدان را فراهم کنند.

این فناوری جهانی است و نه تنها بر روی مثانه، بلکه در هر بافت عمیق بدن نیز قابل استفاده است. Kanan Dagdeviren، دانشیار آزمایشگاه رسانه MIT و نویسنده ارشد این مطالعه، گفت: این یک پلت فرم جدید است که می تواند بسیاری از بیماری هایی را که ما در بدن خود حمل می کنیم شناسایی و مشخص کند.

لین ژانگ، دانشمند MIT؛ کالین مارکوس، دانشجوی MIT در رشته مهندسی برق و علوم کامپیوتر؛ و دابین لین، استاد دانشگاه صنعتی شیان، نویسندگان اصلی الف کاغذ شرح شغلکه امروز در الکترونیک طبیعی.

نظارت پوشیدنی

آزمایشگاه Dagdeviren که در طراحی دستگاه های الکترونیکی انعطاف پذیر و پوشیدنی تخصص دارد، اخیرا توسعه یافته است. مانیتور اولتراسوند که می تواند در یک سوتین گنجانده شود و برای غربالگری سرطان سینه استفاده شود. در مطالعه جدید، تیم از رویکرد مشابهی برای توسعه یک چسب پوشیدنی استفاده کرد که می تواند به پوست بچسبد و از اندام های واقع در بدن تصاویر اولتراسوند بگیرد.

برای اولین نمایش خود، محققان تصمیم گرفتند بر روی مثانه تمرکز کنند، تا حدی با الهام از برادر کوچکتر داگدویرن، که چند سال پیش به سرطان کلیه تشخیص داده شد. بعد از اینکه یکی از کلیه هایش را با عمل جراحی برداشتند، در تخلیه کامل مثانه با مشکل مواجه شد. داگدویرن به این فکر کرد که آیا یک مانیتور اولتراسوند که میزان پر بودن مثانه را نشان می‌دهد می‌تواند به بیمارانی مانند برادرش یا افرادی که انواع دیگر مشکلات مثانه یا کلیوی دارند کمک کند.

او می‌گوید: «میلیون‌ها نفر از اختلال عملکرد مثانه و بیماری‌های مرتبط با آن رنج می‌برند، و جای تعجب نیست که نظارت بر حجم مثانه روشی مؤثر برای ارزیابی سلامت و سلامت کلیه‌های شما باشد.

در حال حاضر، تنها راه اندازه‌گیری حجم مثانه، استفاده از پروب سونوگرافی حجیم و سنتی است که نیاز به مراجعه به یک مرکز پزشکی دارد. داگدویرن و همکارانش می خواستند جایگزین پوشیدنی بسازند که بیماران بتوانند در خانه از آن استفاده کنند.

برای دستیابی به این هدف، آنها یک پچ انعطاف پذیر ساخته شده از لاستیک سیلیکونی تعبیه شده با پنج آرایه اولتراسوند ساخته شده از یک ماده پیزوالکتریک جدید که محققان برای این دستگاه توسعه دادند، ایجاد کردند. شبکه‌ها به شکل متقاطع چیده شده‌اند و به پچ اجازه می‌دهند از کل مثانه تصویربرداری کند، که در صورت پر شدن حدود 12 در 8 سانتی‌متر است.

پلیمری که این چسب را تشکیل می دهد به طور طبیعی چسبنده است و به آرامی به پوست می چسبد و چسباندن و جدا کردن آن را آسان می کند. هنگامی که روی پوست قرار می‌گیرید، لباس زیر یا ساق پا می‌تواند به حفظ آن کمک کند.

حجم مثانه

در مطالعه‌ای که با همکاران مرکز تحقیقات و ترجمه اولتراسوند و بخش رادیولوژی در بیمارستان عمومی ماساچوست انجام شد، محققان نشان دادند که پچ جدید می‌تواند تصاویری مشابه تصاویر گرفته شده با کاوشگر اولتراسوند سنتی بگیرد و از این تصاویر می‌توان استفاده کرد. برای پیگیری تغییرات حجم مثانه

برای این مطالعه، محققان 20 بیمار با شاخص های توده بدنی مختلف را انتخاب کردند. آزمودنی ها ابتدا با مثانه پر، سپس با مثانه نیمه خالی و سپس با مثانه کاملا خالی تصویربرداری شدند. تصاویر به‌دست‌آمده از پچ جدید از نظر کیفیت مشابه تصاویری بود که با سونوگرافی سنتی به‌دست می‌آمدند و آرایه‌های اولتراسوند بدون در نظر گرفتن شاخص توده بدنی روی همه افراد کار می‌کردند.

هنگام استفاده از این پچ، نیازی به ژل اولتراسوند نیست و مانند پروب سونوگرافی معمولی نیازی به اعمال فشار نیست، زیرا میدان دید به اندازه کافی بزرگ است که کل مثانه را بپوشاند.

برای مشاهده تصاویر، محققان آرایه های اولتراسوند خود را به همان نوع دستگاه اولتراسوند مورد استفاده در مراکز تصویربرداری پزشکی متصل کردند. با این حال، تیم MIT اکنون در حال کار بر روی یک دستگاه قابل حمل در اندازه گوشی هوشمند است که می تواند برای مشاهده تصاویر استفاده شود.

“در این کار، ما مسیری را به سمت ترجمه بالینی حسگرهای زیستی اولتراسوند سازگار که اطلاعات ارزشمندی در مورد پارامترهای فیزیولوژیکی حیاتی ارائه می دهد، توسعه داده ایم. آنتونی ای. سمیر، مدیر مرکز تحقیقات و ترجمه اولتراسوند MGH و معاون علوم تصویربرداری در رادیولوژی MGH گفت: گروه ما امیدوار است که بر این اساس کار کند و مجموعه‌ای از دستگاه‌ها را توسعه دهد که در نهایت شکاف اطلاعاتی بین پزشکان و بیماران را پر کند. ، که نویسنده این تحقیق نیز هست.

تیم MIT همچنین امیدوار است دستگاه‌های اولتراسوندی را بسازد که بتوان از سایر اندام‌های بدن مانند پانکراس، کبد یا تخمدان‌ها تصویربرداری کرد. بر اساس موقعیت و عمق هر اندام، محققان باید فرکانس سیگنال اولتراسوند را تغییر دهند که این امر مستلزم طراحی مواد پیزوالکتریک جدید است. برای برخی از این اندام‌هایی که در اعماق بدن قرار دارند، این دستگاه ممکن است به عنوان ایمپلنت بهتر از یک چسب پوشیدنی عمل کند.

داگدویرن می‌گوید: «برای هر عضوی که نیاز به تجسم داریم، به مرحله اول برمی‌گردیم، مواد مناسب را انتخاب می‌کنیم، طراحی دستگاه درست را ارائه می‌کنیم و سپس همه چیز را بر اساس آن می‌سازیم.» قبل از آزمایش دستگاه و انجام آزمایش‌های بالینی.

آنانتا چاندراکاسان می‌گوید: «این کار می‌تواند به حوزه مرکزی تمرکز در تحقیقات اولتراسوند تبدیل شود، انگیزه‌ای برای رویکردی جدید برای طراحی‌های دستگاه‌های پزشکی آینده ایجاد کند، و پایه‌های همکاری‌های بسیار پربارتر بین دانشمندان مواد، مهندسان برق و محققان زیست‌پزشکی را ایجاد کند». ، رئیس دانشکده مهندسی MIT، پروفسور وانوار بوش در مهندسی برق و علوم کامپیوتر و نویسنده مقاله.

این تحقیق توسط یک جایزه شغلی بنیاد ملی علوم، یک جایزه 3M Non-Tenured دانشکده، برنامه Sagol Weizmann-MIT Bridge، Texas Instruments Inc.، کنسرسیوم MIT Media Lab، یک کمک هزینه تحصیلی پژوهشی بنیاد ملی علوم، و یک ARRS تامین شد. جایزه برای بورسیه.