Les futures mamans pourraient bientôt regarder les bébés grandir dans l’utérus sur un smartphone.
Des patchs adhésifs de la taille d’un timbre-poste ont été développés pour fournir une imagerie du cœur, des poumons et d’autres organes.
Ils seront connectés à votre smartphone – produisant des images claires et continues pendant 48 heures.
Alors que les femmes pourraient voir leurs propres fœtus, cela améliorerait également le suivi des tumeurs des patients atteints de cancer.
Ils ont une multitude d’applications potentielles pour accélérer le diagnostic et le traitement des maladies.
« Nous envisageons quelques patchs collés à différents endroits du corps, et les patchs communiqueraient avec votre téléphone portable, où des algorithmes d’IA analyseraient les images à la demande », a déclaré le étude auteur principal, le professeur Xuanhe Zhao, ingénieur en mécanique au Massachusetts Institute of Technology.
« Nous pensons avoir ouvert une nouvelle ère de l’imagerie portable. Avec quelques patchs sur votre corps, vous pouviez voir vos organes internes.
L’équipe de l’institution basée à Boston a effectué une batterie de tests avec des volontaires en bonne santé, qui portaient les autocollants sur diverses parties de leur corps, notamment le cou, la poitrine, l’abdomen et les bras.
Ils sont restés attachés à leur peau et ont pris des clichés détaillés des structures sous-jacentes pendant jusqu’à deux jours.
Pendant ce temps, les participants ont effectué une variété d’activités dans le laboratoire allant de la position assise et debout au jogging, au vélo et à la levée de poids.
Les images ont révélé le changement de diamètre des principaux vaisseaux sanguins en position assise par rapport à la position debout.
Ils ont également capturé des détails d’organes plus profonds, tels que la façon dont le cœur change de forme au fur et à mesure qu’il s’exerce pendant l’exercice.
Les chercheurs ont également pu observer l’estomac se dilater, puis se rétracter lorsque les volontaires ont bu puis ont ensuite évacué du jus de leur système.
Et comme certains poids soulevés, Zhao et ses collègues ont pu détecter des motifs lumineux dans les muscles sous-jacents, signalant des microdommages temporaires.
L’auteur principal Xiaoyu Chen a déclaré : « Avec l’imagerie, nous pourrions être en mesure de capturer le moment d’une séance d’entraînement avant la surutilisation et de nous arrêter avant que les muscles ne deviennent douloureux.
« Nous ne savons pas encore quand ce moment pourrait être, mais maintenant nous pouvons fournir des données d’imagerie que les experts peuvent interpréter. »
L’échographie est une fenêtre sûre et non invasive sur le fonctionnement du corps, fournissant aux cliniciens des images en direct des organes d’un patient.
Des techniciens formés manipulent des baguettes et des sondes pour diriger les ondes sonores dans le corps. Ils réfléchissent pour produire des images haute résolution.
Actuellement, la technique nécessite un équipement volumineux et spécialisé disponible uniquement dans les hôpitaux et les cabinets médicaux.
Le nouveau design pourrait révolutionner la médecine en rendant le système aussi portable et accessible que l’achat de pansements en pharmacie.
Actuellement, cela nécessite de connecter les autocollants à des instruments qui traduisent les ondes sonores réfléchies en images.
Même sous cette forme, ils ont des applications immédiates potentielles pour les patients hospitalisés – similaires aux autocollants d’électrocardiogramme de surveillance cardiaque.
Ils pourraient également imager en continu les organes internes sans nécessiter qu’un technicien maintienne une sonde en place pendant de longues périodes.
Si les appareils peuvent être conçus pour fonctionner sans fil – un objectif vers lequel l’équipe travaille actuellement – ils pourraient être transformés en produits d’imagerie portables que les patients pourraient emporter chez eux depuis le cabinet d’un médecin ou même acheter à la pharmacie.
Pour imager par ultrasons, un technicien applique d’abord un gel liquide sur la peau d’un patient, qui agit pour transmettre des ondes ultrasonores.
Une sonde, ou transducteur, est ensuite pressée contre le gel, envoyant des ondes sonores dans le corps qui font écho aux structures internes et reviennent à la sonde, où les signaux renvoyés sont traduits en images visuelles.
Pour les patients qui nécessitent de longues périodes d’imagerie, certains hôpitaux proposent des sondes fixées à des bras robotiques qui peuvent maintenir un transducteur en place sans se fatiguer, mais le gel liquide à ultrasons s’écoule et se dessèche avec le temps, interrompant l’imagerie à long terme.
Ces dernières années, les chercheurs ont exploré des conceptions de sondes à ultrasons extensibles qui fourniraient une imagerie portable et discrète des organes internes.
Ces conceptions ont donné un réseau flexible de minuscules transducteurs à ultrasons, l’idée étant qu’un tel dispositif s’étirerait et se conformerait au corps d’un patient.
Mais ces conceptions expérimentales ont produit des images à faible résolution, en partie à cause de leur étirement.
En se déplaçant avec le corps, les transducteurs se déplacent les uns par rapport aux autres, déformant l’image résultante.
Chonghe Wang, diplômé et co-auteur du Massachusetts Institute of Technology, a déclaré : « Un outil d’imagerie par ultrasons portable aurait un énorme potentiel dans l’avenir du diagnostic clinique.
« Cependant, la résolution et la durée d’imagerie des patchs à ultrasons existants sont relativement faibles et ils ne peuvent pas imager les organes profonds. »
L’autocollant à ultrasons produit des images à plus haute résolution sur une plus longue durée en associant une couche adhésive extensible à un réseau rigide de transducteurs.
Wang a déclaré: « Cette combinaison permet à l’appareil de se conformer à la peau tout en maintenant l’emplacement relatif des transducteurs pour générer des images plus claires et plus précises. »
La surface adhésive est composée de deux fines couches d’élastomère qui encapsulent une couche intermédiaire d’hydrogel solide, un matériau principalement à base d’eau qui transmet facilement les ondes sonores. Contrairement aux gels à ultrasons traditionnels, il est élastique et extensible.
Chen a déclaré : « L’élastomère empêche la déshydratation de l’hydrogel. Ce n’est que lorsque l’hydrogel est hautement hydraté que les ondes acoustiques peuvent pénétrer efficacement et donner une imagerie haute résolution des organes internes.
La couche inférieure en élastomère est conçue pour coller à la peau, tandis que la couche supérieure adhère à un ensemble rigide de transducteurs que l’équipe a également conçus et fabriqués.
L’équipe développe également des algorithmes logiciels basés sur l’intelligence artificielle qui peuvent mieux interpréter et diagnostiquer les images des autocollants.
Zhao a déclaré que les autocollants à ultrasons pourraient être emballés et achetés par les patients et les consommateurs.
Ils pourraient être utilisés non seulement pour surveiller divers organes internes, mais aussi la progression des tumeurs – ainsi que le développement des fœtus dans l’utérus.
Zhao a ajouté : « Nous imaginons que nous pourrions avoir une boîte d’autocollants, chacun conçu pour représenter un endroit différent du corps. Nous pensons que cela représente une percée dans les appareils portables et l’imagerie médicale.
Les conclusions de l’équipe ont été publiées jeudi dans La science.
Réalisé en collaboration avec SWNS.
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