Werdende Mütter könnten Babys schon bald auf dem Smartphone beim Wachsen zusehen.
Es wurden Klebepflaster in Briefmarkengröße entwickelt, die eine Abbildung des Herzens, der Lunge und anderer Organe ermöglichen.
Sie werden mit Ihrem Smartphone verbunden und erzeugen 48 Stunden lang klare und kontinuierliche Bilder.
Während Frauen ihre eigenen Föten sehen könnten, würde dies auch die Überwachung der Tumore von Krebspatienten verbessern.
Sie haben eine Vielzahl potenzieller Anwendungen, um die Diagnose und Behandlung von Krankheiten zu beschleunigen.
„Wir stellen uns einige Patches vor, die an verschiedenen Stellen des Körpers angebracht werden, und die Patches würden mit Ihrem Mobiltelefon kommunizieren, wo KI-Algorithmen die Bilder bei Bedarf analysieren würden“, sagte der Studium leitender Autor, Professor Xuanhe Zhao, ein Maschinenbauingenieur am Massachusetts Institute of Technology.
„Wir glauben, dass wir eine neue Ära der tragbaren Bildgebung eröffnet haben. Mit ein paar Flecken auf deinem Körper konntest du deine inneren Organe sehen.“
Das Team der in Boston ansässigen Institution führte eine Reihe von Tests mit gesunden Freiwilligen durch, die die Aufkleber an verschiedenen Körperteilen trugen, darunter Hals, Brust, Bauch und Arme.
Sie blieben an ihrer Haut haften und machten bis zu zwei Tage lang detaillierte Schnappschüsse der darunter liegenden Strukturen.
Während dieser Zeit führten die Teilnehmer eine Vielzahl von Aktivitäten im Labor durch, die von Sitzen und Stehen bis hin zu Joggen, Radfahren und Gewichtheben reichten.
Die Bilder zeigten den sich ändernden Durchmesser der großen Blutgefäße im Sitzen im Vergleich zum Stehen.
Sie erfassten auch Details tiefer liegender Organe, wie zum Beispiel, wie das Herz seine Form ändert, wenn es sich während des Trainings anstrengt.
Die Forscher konnten auch beobachten, wie sich der Magen ausdehnte und dann zurückschrumpfte, als Freiwillige tranken und später Saft aus ihrem System ausschieden.
Und als einige Gewichte hoben, konnten Zhao und Kollegen helle Muster in den darunter liegenden Muskeln erkennen, die auf vorübergehende Mikroschäden hindeuteten.
Der Hauptautor Xiaoyu Chen sagte: „Mit der Bildgebung können wir möglicherweise den Moment in einem Training vor einer Überbeanspruchung festhalten und aufhören, bevor die Muskeln schmerzen.
„Wir wissen noch nicht, wann dieser Moment sein könnte, aber jetzt können wir Bilddaten liefern, die Experten interpretieren können.“
Ultraschall ist ein sicheres und nicht-invasives Fenster in die Funktionsweise des Körpers und liefert Ärzten Live-Bilder der Organe eines Patienten.
Ausgebildete Techniker manipulieren Stäbe und Sonden, um Schallwellen in den Körper zu leiten. Sie reflektieren zurück, um hochauflösende Bilder zu erzeugen.
Gegenwärtig erfordert die Technik sperrige und spezialisierte Geräte, die nur in Krankenhäusern und Arztpraxen erhältlich sind.
Das neue Design könnte die Medizin revolutionieren, indem es das System so tragbar und zugänglich macht wie der Kauf von Pflastern in der Apotheke.
Derzeit müssen die Aufkleber mit Instrumenten verbunden werden, die die reflektierten Schallwellen in Bilder übersetzen.
Auch in dieser Form haben sie potenzielle sofortige Anwendungen für Krankenhauspatienten – ähnlich wie Elektrokardiogramm-Aufkleber zur Herzüberwachung.
Sie könnten auch kontinuierlich innere Organe abbilden, ohne dass ein Techniker eine Sonde für längere Zeit an Ort und Stelle halten müsste.
Wenn die Geräte drahtlos betrieben werden können – ein Ziel, auf das das Team derzeit hinarbeitet – könnten sie zu tragbaren Bildgebungsprodukten verarbeitet werden, die Patienten von einer Arztpraxis mit nach Hause nehmen oder sogar in der Apotheke kaufen könnten.
Zur Bildgebung mit Ultraschall trägt ein Techniker zuerst ein flüssiges Gel auf die Haut eines Patienten auf, das so wirkt, dass es Ultraschallwellen überträgt.
Eine Sonde oder ein Wandler wird dann gegen das Gel gedrückt und sendet Schallwellen in den Körper, die von inneren Strukturen und zurück zur Sonde reflektiert werden, wo die Echosignale in visuelle Bilder übersetzt werden.
Für Patienten, die eine lange Bildgebung benötigen, bieten einige Krankenhäuser an Roboterarmen befestigte Sonden an, die einen Schallkopf ermüdungsfrei an Ort und Stelle halten können, aber das flüssige Ultraschallgel fließt weg und trocknet mit der Zeit aus, wodurch die Langzeitbildgebung unterbrochen wird.
In den letzten Jahren haben Forscher Designs für dehnbare Ultraschallsonden untersucht, die eine tragbare, flache Bildgebung innerer Organe ermöglichen würden.
Diese Konstruktionen ergaben eine flexible Anordnung winziger Ultraschallwandler, wobei die Idee war, dass sich ein solches Gerät dehnen und sich an den Körper eines Patienten anpassen würde.
Aber diese experimentellen Designs haben Bilder mit niedriger Auflösung erzeugt, teilweise aufgrund ihrer Dehnung.
Bei der Bewegung mit dem Körper verschieben die Wandler ihre Position relativ zueinander, wodurch das resultierende Bild verzerrt wird.
Chonghe Wang, Absolvent des Massachusetts Institute of Technology und Co-Autor, sagte: „Das tragbare Ultraschallbildgebungsgerät hätte ein enormes Potenzial für die Zukunft der klinischen Diagnose.
„Allerdings ist die Auflösung und Bildgebungsdauer bestehender Ultraschallpatches relativ gering und sie können keine tiefen Organe abbilden.“
Der Ultraschallaufkleber erzeugt Bilder mit höherer Auflösung über einen längeren Zeitraum, indem eine dehnbare Klebeschicht mit einer starren Anordnung von Schallköpfen kombiniert wird.
Wang sagte: „Diese Kombination ermöglicht es dem Gerät, sich an die Haut anzupassen und gleichzeitig die relative Position der Wandler beizubehalten, um klarere und präzisere Bilder zu erzeugen.“
Die Klebefläche besteht aus zwei dünnen Elastomerschichten, die eine mittlere Schicht aus festem Hydrogel einschließen, einem meist wasserbasierten Material, das Schallwellen leicht überträgt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ultraschallgelen ist es elastisch und dehnbar.
Chen sagte: „Das Elastomer verhindert die Austrocknung des Hydrogels. Nur wenn das Hydrogel stark hydratisiert ist, können akustische Wellen effektiv eindringen und eine hochauflösende Bildgebung der inneren Organe ermöglichen.“
Die untere Elastomerschicht ist so konzipiert, dass sie an der Haut haftet, während die obere Schicht an einer starren Anordnung von Wandlern haftet, die das Team ebenfalls entworfen und hergestellt hat.
Das Team entwickelt auch Softwarealgorithmen auf Basis künstlicher Intelligenz, die die Bilder der Aufkleber besser interpretieren und diagnostizieren können.
Zhao sagte, Ultraschallaufkleber könnten von Patienten und Verbrauchern verpackt und gekauft werden.
Mit ihnen ließen sich nicht nur verschiedene innere Organe überwachen, sondern auch das Fortschreiten von Tumoren – ebenso wie die Entwicklung von Föten im Mutterleib.
Zhao fügte hinzu: „Wir stellen uns vor, wir könnten eine Schachtel mit Aufklebern haben, von denen jeder eine andere Stelle des Körpers abbilden soll. Wir glauben, dass dies einen Durchbruch bei tragbaren Geräten und medizinischer Bildgebung darstellt.“
Die Ergebnisse des Teams wurden am Donnerstag in veröffentlicht Wissenschaft.
Produziert in Zusammenarbeit mit SWNS.
Die Post Forscher sagen, dass werdende Mütter Babys im Mutterleib bald per Smartphone sehen können erschien zuerst auf Nachrichtenwoche.
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