Blivande mammor kan snart se bebisar växa i livmodern på en smartphone.
Frimärksstora självhäftande lappar har utvecklats som ger avbildning av hjärtat, lungorna och andra organ.
De kommer att anslutas till din smartphone-enhet – vilket ger tydliga och kontinuerliga bilder i 48 timmar.
Samtidigt som kvinnor kunde se sina egna foster skulle det också förbättra övervakningen av cancerpatienters tumörer.
De har en mängd potentiella tillämpningar för att påskynda diagnos och behandling av sjukdomar.
”Vi föreställer oss några lappar fästa på olika platser på kroppen, och lapparna skulle kommunicera med din mobiltelefon, där AI-algoritmer skulle analysera bilderna på begäran”, sa studiens senior författare, professor Xuanhe Zhao, en maskiningenjör vid Massachusetts Institute of Technology.
”Vi tror att vi har öppnat en ny era av bärbar bildbehandling. Med några plåster på kroppen kunde du se dina inre organ.”
Teamet vid den Boston-baserade institutionen körde ett antal tester med friska frivilliga, som bar klistermärkena på olika delar av sina kroppar, inklusive nacke, bröst, mage och armar.
De förblev fästa vid huden och tog detaljerade bilder av underliggande strukturer i upp till två dagar.
Under denna tid utförde deltagarna en mängd olika aktiviteter i labbet, allt från att sitta och stå till att jogga, cykla och lyfta vikter.
Bilderna avslöjade den förändrade diametern av stora blodkärl när de sitter i förhållande till stående.
De fångade också detaljer om djupare organ, till exempel hur hjärtat ändrar form när det utövar under träning.
Forskarna kunde också se magen tänjas ut och sedan krympa tillbaka när frivilliga drack och sedan skickade juice ut ur deras system.
Och när några lyfte vikter kunde Zhao och kollegor upptäcka ljusa mönster i underliggande muskler, vilket signalerade tillfällig mikroskada.
Huvudförfattaren Xiaoyu Chen sa: ”Med bildbehandling kan vi kanske fånga ögonblicket i ett träningspass innan överanvändning, och sluta innan musklerna blir ömma.
”Vi vet inte när det ögonblicket kan vara ännu, men nu kan vi tillhandahålla bilddata som experter kan tolka.”
Ultraljud är ett säkert och icke-invasivt fönster in i kroppens funktion, som ger kliniker levande bilder av en patients organ.
Utbildade tekniker manipulerar trollstavar och sonder för att rikta ljudvågor in i kroppen. De reflekterar tillbaka ut för att producera högupplösta bilder.
För närvarande kräver tekniken skrymmande och specialiserad utrustning endast tillgänglig på sjukhus och läkarmottagningar.
Den nya designen kan revolutionera medicinen genom att göra systemet lika bärbart och tillgängligt som att köpa plåster på apoteket.
För närvarande kräver det att klistermärkena kopplas till instrument som översätter de reflekterade ljudvågorna till bilder.
Även i denna form har de potentiella omedelbara tillämpningar för sjukhuspatienter – liknande hjärtövervakande elektrokardiogram-klistermärken.
De kunde också kontinuerligt avbilda inre organ utan att behöva en tekniker för att hålla en sond på plats under långa tidsperioder.
Om enheterna kan fås att fungera trådlöst – ett mål som teamet för närvarande arbetar mot – skulle de kunna göras till bärbara bildbehandlingsprodukter som patienter kan ta hem från en läkarmottagning eller till och med köpa på apoteket.
För att avbilda med ultraljud applicerar en tekniker först en flytande gel på en patients hud, som verkar för att överföra ultraljudsvågor.
En sond, eller givare, pressas sedan mot gelén, vilket skickar ljudvågor in i kroppen som ekar från inre strukturer och tillbaka till sonden, där de ekade signalerna översätts till visuella bilder.
För patienter som behöver långa bildbehandlingsperioder erbjuder vissa sjukhus sonder fästa på robotarmar som kan hålla en givare på plats utan att tröttna, men den flytande ultraljudsgelen flyter iväg och torkar ut med tiden, vilket avbryter långtidsavbildningen.
Under de senaste åren har forskare utforskat design för töjbara ultraljudssonder som skulle ge bärbar, lågprofilsavbildning av inre organ.
Dessa konstruktioner gav en flexibel uppsättning små ultraljudsgivare, tanken var att en sådan anordning skulle sträcka sig och anpassa sig till en patients kropp.
Men dessa experimentella design har producerat lågupplösta bilder, delvis på grund av deras sträckning.
När de rör sig med kroppen, skiftar omvandlarna plats i förhållande till varandra, vilket förvränger den resulterande bilden.
Diplomerad Massachusetts Institute of Technology och medförfattare Chonghe Wang sa: ”Bärbart ultraljudsavbildningsverktyg skulle ha enorm potential i framtiden för klinisk diagnos.
”Men upplösningen och avbildningstiden för befintliga ultraljudsfläckar är relativt låg, och de kan inte avbilda djupa organ.”
Ultraljudsklistermärket producerar bilder med högre upplösning under en längre tid genom att para ihop ett stretchigt självhäftande lager med en stel uppsättning givare.
Wang sa: ”Denna kombination gör det möjligt för enheten att anpassa sig till huden samtidigt som den behåller den relativa platsen för givare för att generera tydligare och mer exakta bilder.”
Den vidhäftande ytan är gjord av två tunna lager av elastomer som kapslar in ett mellanlager av solid hydrogel, ett mestadels vattenbaserat material som enkelt överför ljudvågor. Till skillnad från traditionella ultraljudsgeler är den elastisk och stretchig.
Chen sa: ”Elastomeren förhindrar uttorkning av hydrogel. Först när hydrogelen är mycket återfuktad kan akustiska vågor penetrera effektivt och ge högupplöst bild av inre organ.”
Det nedre elastomerskiktet är utformat för att fästa på huden, medan det översta lagret fäster vid en stel uppsättning givare som teamet också designat och tillverkat.
Teamet utvecklar även mjukvarualgoritmer baserade på artificiell intelligens som bättre kan tolka och diagnostisera klistermärkens bilder.
Zhao sa att ultraljudsklistermärken kunde förpackas och köpas av patienter och konsumenter.
De kan användas inte bara för att övervaka olika inre organ utan också tumörernas utveckling – såväl som utvecklingen av foster i livmodern.
Zhao tillade: ”Vi föreställer oss att vi skulle kunna ha en låda med klistermärken, var och en utformad för att avbilda en annan plats på kroppen. Vi tror att detta representerar ett genombrott inom bärbara enheter och medicinsk bildbehandling.”
Teamets resultat publicerades på torsdagen Vetenskap.
Tillverkad i samarbete med SWNS.
Inlägget Blivande mammor kan snart se bebisar i livmodern via smartphone, säger forskare dök upp först Newsweek.
.
