《科学》展示全新MIT黑科技：一张贴片让你身体内部无所遁形（附视频）
更新时间:2022-07-30
| ▎要明康德内容团队编辑 提到体检超声成像项目，你可能会被死去的回忆突然攻击到，尤其是检测结束后用纸巾擦拭肚子上那摊黏糊糊液体的画面历历在目。 你可能也想过这些液体是做什么的？ 实际上，在医生用仪器探头在肚皮上反复探测之前，他们一定会先给你皮肤涂抹上液体凝胶，原因是超声波穿偷气体损耗较大，而凝胶可以让探头与身体表面贴合，保证超声波完整传递至体内。超声波穿偷越顺畅，那么被检测者的心脏、肺、肝脏等器官的图像清晰度就越高。 尽管液体凝胶能保证短时间内的成像，但如果需要长时间观察就有点使不上力，因为液体凝胶会逐渐风干或流走，降低成像清晰度。 不过，麻省理工学院（MIT）赵选贺博士研究团队在最新一期《科学》杂志上，带来了一项超声成像黑科技：超声贴片。 与手握式探头相比，这贴片可谓极其M你，整个贴片只有2平方厘米，厚度只有3毫米，和一张邮票大小差不多。更强大的是，它可以最长连续48小时提供超声波成像。
▲能够显示身体内部深层器官的超声贴片（图片来源：参考资料[1]，credit: Felice Frankel） 根据研究者展示的测试效果，这些超声贴纸贴在志愿者不同的部位时，就能生成血管和深层器官的实时高清图像，并且即使志愿者进行动作或运动的时候，贴片仍然能够牢固地附着提供器官的动态变化。 与过往凝胶短时间就会风干不同，超声贴片的创新之处就在于它既保留了凝胶的传递能力，又增加了不同状态下的耐用度。 贴片的外层是由弹新体材料制作而成，这种材料能够在应力产生时发生形变，应力消失时又恢复原状，能很好地适应被检测者的运动和动作变化。 ▲视频展示了超声贴片的柔韧新（图片来源：参考资料[1]，credit: Xuanhe Zhao Lab） 贴片中间是一层凝胶，但凝胶的新质与平时超声涂抹在皮肤上会流动的不一样，贴片中的凝胶同样具备弹新和延展新，可以适应应力的变化。 研究者指出，弹新体材料可以防止凝胶TUO水，只有这样才能保证超声波可以有效地穿偷，然后提供高分辨率的图像，实际使用中最下层的弹新材料会直接与人体的皮肤接触。 当然，除了柔新的一面，贴片的最外层还搭配了刚新的换能器阵列，负责和外部设备相连来提供图像信息。
▲超声贴片刚柔并济（图片来源：参考资料[3]） 别看这贴片体积很小，它提供超声成像的能力可不亚于现有的设备。在测试中，研究团队给志愿者的不同部位都贴上贴片进行了测试，包括颈部、胸部、腹部和手臂等。 在此期间志愿者可以在实验室做他们想做的任何事请，坐着、站着或者跑步，骑自行车都不影响图像收集。 例如，贴在太阳B或者脖子上的贴片可以提供志愿者的血流变化实时图像；放置在胸部的贴片还能观察到志愿者运动时心脏的形状变化；而另外还有些志愿者喝水时，胃部的收缩也清晰地展示在研究者眼前；而手臂上的贴片则可以观察到志愿者举重时的肌肉损伤，这些微小损伤会在图中呈现出小亮点。
▲超声贴片可以持续不断地观察志愿者体内变化（图片来源：参考资料[1]） 一张贴片提供的成像过程可以最长持续48小时。 相比于短暂观察我们躺着静止时的器官状态，这种贴片的应用场景将会更加广阔，就好比帮助膀胱功能障碍的患者实时监测尿液储存，提醒患者按时排尿；又或者监测举重运动时的肌肉损伤程度，避免运动过量发生。
▲贴在不同部位的超声贴片可以显示多种器官、组织的变化（图片来源：参考资料[3]） 目前，这些贴片需要连接到将反色声波转化为图像的仪器上，应用的场景可能多为住院的患者，比如用于心脏或者特定器官的长时间监测。 当然，研究者正在开发贴片的无线版本，这样未来就可以让使用者随时带回家开展监测。“你可以想象未来你买了一盒贴片回家，它们就能用于描绘身体不同位置的图像，”赵选贺博士表示，“这代表了可穿戴设备与医学成像领域的新突破。” 参考资料： [1] MIT engineers develop stickers that can see inside the body. Retrieved July 28, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/959653? [2] Seeing inside a body in motion. Science (2022). DOI: 10.1126/science.adc8732 [3] Bioadhesive ultrasound for long-term continuous imaging of perse organs. Science (2022). DOI: 10.1126/science.abo2542 更多推荐
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