もうすぐ母親になる人は、子宮の中で成長する赤ちゃんをスマートフォンで見られるようになるかもしれません。
心臓、肺、その他の臓器の画像を提供する郵便切手サイズの粘着パッチが開発されました。
それらはスマートフォン デバイスに接続され、鮮明で連続した画像を 48 時間生成します。
女性は自分の胎児を見ることができますが、がん患者の腫瘍の監視も改善されます。
それらには、病気の診断と治療をスピードアップするための多くの潜在的なアプリケーションがあります。
「体のさまざまな場所に貼り付けられたいくつかのパッチを想定しており、パッチは携帯電話と通信し、そこで AI アルゴリズムがオンデマンドで画像を分析します」と、 研究の 上級著者、マサチューセッツ工科大学の機械技術者である Xuanhe Zhao 教授。
「私たちは、ウェアラブル イメージングの新時代を切り開いたと信じています。 体にいくつかパッチを当てると、内臓が見えます。」
ボストンに本拠を置く施設のチームは、首、胸、腹部、腕など、体のさまざまな部分にステッカーを貼った健康なボランティアを対象に、一連のテストを実施しました。
彼らは皮膚にくっついたまま、下にある構造の詳細なスナップを最大2日間撮りました。
この間、参加者は研究室で、座ったり立ったりすることから、ジョギング、自転車に乗ること、ウェイトを持ち上げることまで、さまざまな活動を行いました。
画像は、座っているときと立っているときの主要な血管の直径の変化を明らかにしました。
また、運動中に心臓がどのように形を変えるかなど、より深い臓器の詳細も捉えました。
研究者たちはまた、胃が膨張するのを観察し、ボランティアが飲んだときに収縮し、その後、ジュースをシステムから排出することができました。
また、ウエイトを持ち上げたとき、Zhao と同僚は、下にある筋肉に明るいパターンを検出し、一時的な微小損傷を知らせることができました。
筆頭著者の Xiaoyu Chen 氏は次のように述べています。
「その瞬間がいつになるかはわかりませんが、専門家が解釈できる画像データを提供できるようになりました。」
超音波は、身体の働きに対する安全で非侵襲的な窓であり、臨床医に患者の臓器のライブ画像を提供します。
訓練を受けた技術者がワンドとプローブを操作して、音波を体内に送り込みます。 それらは反射して高解像度の画像を生成します。
現在、この技術には、病院や診療所でしか利用できないかさばる特殊な機器が必要です。
新しいデザインは、薬局でバンドエイドを購入するのと同じくらいウェアラブルでアクセスしやすいシステムにすることで、医療に革命を起こす可能性があります。
現在、反射した音波を画像に変換する機器にステッカーを接続する必要があります。
この形でも、心臓を監視する心電図ステッカーと同様に、病院の患者にすぐに応用できる可能性があります。
また、技術者がプローブを所定の位置に長時間保持する必要なく、内臓を継続的に画像化することもできます。
デバイスをワイヤレスで動作させることができれば (チームが現在取り組んでいる目標です)、患者が診療所から持ち帰ったり、薬局で購入したりできるウェアラブル イメージング製品にすることができます。
超音波で画像化するには、技術者は最初に液体ゲルを患者の皮膚に塗布します。これは超音波を送信するように機能します。
次に、プローブまたはトランスデューサーがゲルに押し付けられ、音波を体内に送り、内部構造からエコーしてプローブに戻します。ここで、エコーされた信号が視覚的な画像に変換されます。
長期間のイメージングが必要な患者のために、一部の病院では、ロボットアームに取り付けられたプローブを提供しており、トランスデューサーを疲れさせることなく所定の位置に保持できますが、液体超音波ゲルが流れ出て時間とともに乾燥し、長期のイメージングが中断されます。
近年、研究者は、内臓の携帯型の薄型イメージングを提供する伸縮性超音波プローブの設計を模索してきました。
これらの設計は、小さな超音波トランスデューサの柔軟なアレイを提供し、そのようなデバイスが伸びて患者の体に順応するという考えでした.
しかし、これらの実験的なデザインでは、ストレッチが原因の 1 つとして、解像度の低い画像が生成されました。
トランスデューサーは、身体とともに移動する際に、互いの位置をずらし、結果として得られる画像をゆがめます。
マサチューセッツ工科大学の卒業生で共著者の Chonghe Wang 氏は次のように述べています。
「しかし、既存の超音波パッチの解像度とイメージング持続時間は比較的低く、深部臓器をイメージングすることはできません。」
超音波ステッカーは、伸縮性のある粘着層と剛性の高いトランスデューサ アレイを組み合わせることで、長時間にわたって高解像度の画像を生成します。
Wang 氏は次のように述べています。「この組み合わせにより、トランスデューサの相対的な位置を維持しながらデバイスを皮膚に適合させ、より鮮明で正確な画像を生成できます。」
接着面は、音波を容易に伝達するほとんど水ベースの材料である固体ヒドロゲルの中間層をカプセル化するエラストマーの 2 つの薄い層でできています。 従来の超音波ジェルとは異なり、弾力性と伸縮性があります。
Chen 氏は次のように述べています。 ヒドロゲルが高度に水和された場合にのみ、音響波が効果的に浸透し、内臓の高解像度イメージングを提供できます。」
最下層のエラストマー層は皮膚にくっつくように設計されており、最上層はチームが設計および製造したトランスデューサーの剛性アレイに接着します。
チームは、ステッカーの画像をより適切に解釈して診断できる人工知能に基づくソフトウェア アルゴリズムも開発しています。
Zhao 氏は、超音波ステッカーは患者や消費者がパッケージ化して購入できると述べました。
それらは、さまざまな内臓を監視するだけでなく、腫瘍の進行や子宮内の胎児の発育を監視するためにも使用できます。
Zhao 氏は次のように付け加えています。 これは、ウェアラブル デバイスと医用画像処理におけるブレークスルーであると確信しています。」
チームの調査結果は木曜日に発表されました 化学.
と連携して制作 SWNS.
ポスト 妊娠中の母親は、スマートフォンを介して子宮内の赤ちゃんを見ることができるかもしれない、と研究者は言う 最初に登場した ニューズウィーク.
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