麻省理工学院的研究人员开发出新的超声波贴纸来监测内脏器官
麻省理工学院的工程师开发了一种小型超声波贴纸,可以监测身体深处器官的硬度。
这种贴纸的大小与邮票差不多,可以贴在皮肤上,旨在发现疾病的迹象,例如肝肾衰竭以及实体瘤的进展。
在《科学进展》杂志上发表的一项开放获取研究中,该团队报告说,传感器可以通过皮肤发送声波进入体内,声波在体内器官上反射并返回到贴纸上。
反射波的模式可以被解读为器官刚性的特征,贴纸可以测量和跟踪该特征。
麻省理工学院机械工程教授赵宣和说:“当一些器官患病时,它们会随着时间的推移而变硬。”
“通过这种可穿戴贴纸,我们可以长时间连续监测硬度变化,这对于内脏器官衰竭的早期诊断至关重要,”赵补充道。
研究小组已经证明,贴纸可以在 48 小时内持续监测器官的硬度,并检测可能预示疾病进展的细微变化。在初步实验中,研究人员发现粘性传感器可以检测大鼠急性肝衰竭的早期迹象。
工程师们正在努力使该设计适合人类使用。他们设想该贴纸可用于重症监护室(ICU),其中低调的传感器可以持续监测从器官移植中恢复的患者。
“我们想象,在肝脏或肾脏移植后,我们可以将这张贴纸贴在患者身上,并观察器官的硬度在几天内如何变化,”主要作者、南加州大学助理教授 Hsiao-Chuan Liu 说。 。
“如果有任何急性肝功能衰竭的早期诊断,医生可以立即采取行动,而不是等到病情变得严重,”刘补充道,他当时是麻省理工学院的访问科学家。
就像我们的肌肉一样,随着年龄的增长,我们体内的组织和器官也会变得僵硬。对于某些疾病,器官僵硬可能会变得更加明显,这表明健康状况可能急剧恶化。
研究人员精确制造了 128 个微型传感器,并将其集成到 25 毫米见方的芯片上。他们在芯片的底面涂上了由水凝胶制成的粘合剂,水凝胶是一种粘性且有弹性的材料,是水和聚合物的混合物,可以让声波几乎没有损失地进出设备。
在初步实验中,研究小组在老鼠身上测试了硬度感应贴纸。他们发现贴纸能够在 48 小时内连续测量肝脏硬度。从贴纸收集的数据中,研究人员观察到了急性肝衰竭的明显早期迹象,他们后来用组织样本证实了这一点。
“我们相信这是一个拯救生命的技术平台,”赵说。 “未来,我们认为人们可以在身上贴上几张贴纸来测量许多生命信号,并对体内主要器官的健康状况进行成像和跟踪。”
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