麻省理工学院的研究人员发明了一种可穿戴的超声贴片，可以对内脏器官进行无创成像，最初主要针对膀胱健康。 该设备不需要超声操作员或凝胶的干预，有望彻底改变各种器官功能的监测和疾病检测，并可用于身体深处癌症的早期诊断。
在一项新的研究中，研究人员表明，他们的贴片可以准确地对膀胱进行成像，并确定膀胱的填充程度。 研究人员说，这可以帮助患有膀胱或肾脏疾病的人更容易跟踪这些器官是否正常运作。
通过改变超声阵列的位置和调整信号的频率，这种方法也可用于监测体内的其他器官。 这种设备有可能更早地检测出在身体深处形成的癌症，例如卵巢癌。
这种技术用途广泛，不仅可以用于膀胱，还可以用于身体的任何深层组织。 "麻省理工学院实验室副教授、该研究的资深作者Canan Dagdeviren说："这是一个新颖的平台，可以识别和表征我们体内携带的许多疾病。 "
麻省理工学院的研究科学家张林、麻省理工学院电气工程和计算机科学研究生科林·马库斯和习工业大学教授林大斌是描述这项工作的主要作者，这项工作最近发表在《自然电子学》上。
Dagdevijen的实验室专门从事柔性可穿戴电子设备的设计，最近开发了一种超声波监护仪，可以安装在**中用于筛查乳腺癌。 在这项新研究中，研究小组使用类似的方法开发了一种可穿戴贴片，该贴片可以附着在**上，以拍摄体内器官的超声图像。
在第一次演示中，研究人员决定将重点放在膀胱上，部分灵感来自Dagdevijen的弟弟，他几年前被诊断出患有肾癌。 手术切除肾脏后，他的膀胱很难完全排空。 Dagdeviren想知道显示膀胱充盈程度的超声波监测仪是否可以帮助像她哥哥这样的患者，或其他类型的膀胱或肾脏问题。
可穿戴超声监护仪可以对膀胱进行成像并确定膀胱的充盈程度。 麻省理工学院开发的设备可以使患有膀胱或肾脏疾病的人更容易跟踪这些器官是否正常运作。 **研究人员供图。
她说"由于数以百万计的人患有膀胱功能障碍和相关疾病，因此膀胱容量监测是评估肾脏健康的有效方法也就不足为奇了。 "
目前，测量膀胱容量的唯一方法是使用传统的、笨重的超声探头，这需要前往医疗机构。 Dagdeviren和她的同事们希望开发一种可穿戴的替代品，让患者可以在家中使用。
为此，他们制作了一个由硅橡胶制成的柔性贴片，其中五个超声波阵列嵌入研究人员为该设备开发的新型压电材料中。 这些阵列的位置是十字形的，这使得贴片可以对整个膀胱进行成像，当膀胱充满时约为 12.8 厘米。
构成贴片的聚合物具有天然粘性，并轻轻粘附在**上，使其易于连接和移除。 连接后，内衣或紧身裤可以帮助将其固定到位。
研究人员与马萨诸塞州总医院超声研究、转化研究和放射学中心以及放射科的合作者进行了一项研究，结果表明，新贴片可以捕捉到与传统超声探头相当的图像，可用于跟踪膀胱容量的变化。
在这项研究中，研究人员招募了20名具有不同体重指数的患者。 受试者首先在膀胱充盈的情况下成像，然后是部分空的膀胱，最后是膀胱完全空空。 新贴片获得的图像质量与传统超声图像相似，并且超声阵列对所有受试者都有效，无论体重指数如何。
使用这种贴片不需要超声凝胶，也不需要像普通超声探头那样施加压力，因为它的视野足够大，可以覆盖整个膀胱。
为了查看这些图像，研究人员将他们的超声阵列与医学成像中心使用的类似超声机连接起来。 然而，麻省理工学院的团队目前正在开发一种便携式设备，其大小与智能手机差不多，可用于查看图像。
在这项工作中，我们进一步开发了一种适应性超声生物传感器临床应用的途径，可以提供有关重要生理参数的宝贵信息。 基于此，我们小组希望开发一种设备，最终弥合临床医生和患者之间的信息鸿沟"Anthony E.，MGH超声研究与转化中心主任，MGH放射科影像科学副主任萨米尔说，他也是这项研究的作者之一。
麻省理工学院的团队还希望开发可用于对身体其他器官（如胰腺、肝脏或卵巢）进行成像的超声设备。 根据每个器官的位置和深度，研究人员需要改变超声信号的频率，这需要设计新的压电材料。 对于其中一些位于人体深处的器官，该设备可能更适合作为植入物而不是可穿戴贴片。
达格德维伦说"无论我们需要可视化什么器官，我们都会回到第一步，选择正确的材料，设计正确的设备，然后制作所有进入其中的东西，然后测试设备并进行临床试验。 "
麻省理工学院工程学院院长、Vannevar Bush 电气工程和计算机科学教授、本文作者 Anantha Chandrakasan 说："这项工作可能会发展成为超声研究的核心重点领域，为未来的医疗器械设计提供新的思路，并为材料科学家、电气工程师和生物医学研究人员之间更富有成效的合作奠定基础。 "
编译**：scitechdaily