Медицина
Технології
Медицина
Технології

Ультразвуковий пластир виміряв рух крові в судинах

Американські інженери розробили гнучкий пластир, який завдяки ультразвуковим перетворювачам дає змогу швидко й точно вимірювати рух крові в судинах. Автори називають перевагою свого пластиру зручніший процес обстеження, який не залежить від навичок лікаря, що його проводить, на відміну від типових методів ультразвукового дослідження стану серцево-судинної системи. Детальний опис винаходу та результати його випробування оприлюднено в журналі Nature Biomedical Engineering.

Chonghe Wang et al. / Nature Biomedical Engineering, 2021

Chonghe Wang et al. / Nature Biomedical Engineering, 2021

Навіщо це потрібно?

Вагомим показником здоров'я серцево-судинної системи людини є швидкість та кількість крові, що проходить через кровоносні судини. Його вимірювання може допомогти лікарям у діагностуванні вад серця, тромбозів та інших порушень кровообігу, які можуть призвести й до такого небезпечного для життя стану як інсульт. На основі специфічних скарг пацієнта лікарі можуть направити його на ультразвукове дослідження серцево-судинної системи. У такому разі фахівець використовує стаціонарний апарат із ультразвуковим датчиком, яким проводить по шкірі обстежуваного, досліджуючи ділянка за ділянкою потік крові через судини або серце. Рух крові у впливає на те, як звук відлунюється, тому за цим ехо можна його дослідити. Це повсюдний та доступний метод обстеження, але його результати можуть сильно варіювати в залежності від навичок фахівця. Тому вчені з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго працюють над створенням простішого й зручнішого методу оцінювання стану судин. Своїми результатами вони поділилися в новій роботі.

Що розробили дослідники?

Вони розробили невеликий пристрій у вигляді гнучкого пластиру, який здатний тривалий час відстежувати потік крові в судинах, а також тиск крові та роботу серця, завдяки тим самим ультразвуковим хвилям. Автори запевняють, що їхня розробка може робити вимірювання судин, які розташовані на глибині до 14 сантиметрів під шкірою. Щоб провести обстеження, лікарям потрібно лише приклеїти пластир до шкіри та зчитати його результати.

Основа пластиру виготовлена із тонкого шару гнучкого й еластичного полімеру, який може прилипати до шкіри. Головну ж роботу виконує масив ультразвукових перетворювачів розміром з міліметр, які розташовуються на полімерному шарі у вигляді сітки 12 на 12. Пристрій може працювати у двох режимах. У першому всі перетворювачі працюють синхронізовано, тому вони випускають високоінтенсивні ультразвукові хвилі, направлені в одну точку. Цей режим дає змогу вивчати судини, розташовані глибоко під шкірою. У другому режимі роботу перетворювачів можна налаштувати окремо, щоб ультразвукові хвилі випускалися під різним кутом, що забезпечує охоплення ширшої ділянки.

Як це спрацювало в дослідах?

Науковці перевірили, як добре виконує вимірювання їхній пластир на здорових добровольцях. Досліди вказують, що пристрій успішно реєструє потік крові в головних судинах, як-от сонній артерії на шиї, яка постачає кров до мозку. Порівняння результатів показало, що пластир так само добре впорався із завданням, як і типовий ультразвуковий апарат, що використовується у медичних установах.

Надалі вчені планують працювати над вдосконаленням свого виробу. Поки що він вимагає джерела живлення, із яким пов'язаний незручними дротами. У майбутньому пластир хочуть зробити бездротовим. Це дасть змогу зручніше відстежувати роботу серцево-судинної системи протягом тривалого часу, можливо, й у домашніх умовах.