Само собой разумеется, что чем раньше кого-то можно предупредить о надвигающемся сердечном приступе или инсульте, тем лучше. Новый пластырь на коже может выдавать такие предупреждения, посылая ультразвуковые импульсы в тело пользователя.
Пластырь, основанный на ранее разработанном устройстве, был создан в Калифорнийском университете в Сан-Диего командой под руководством профессора Шэн Сюй. Носимый на шее или груди, он состоит из тонкого листа гибкого растяжимого полимера, внутри которого находится сетка 12 на 12 миллиметрового размера ультразвуковых преобразователей. В настоящее время пластырь жестко подключен к компьютеру и источнику питания, но в планах сделать его в конечном итоге автономным и беспроводным.
В первом рабочем режиме все преобразователи могут быть настроены на одновременную передачу импульсов ультразвуковой волны. Это создает ультразвуковой луч, который фокусируется прямо на одну область тела на глубине до 14 см под кожей.
В другом режиме преобразователи передают свои волны не синхронно друг с другом, но все же достаточно быстро, чтобы формировать единый когезионный луч. Однако в этом случае луч может быть направлен под разными углами, а не направлен прямо вниз от пластыря. Это означает, что можно сканировать разные области без необходимости наклеивать пластырь прямо над каждой из них.
В любом случае ультразвуковой луч проходит через ткани тела в главный кровеносный сосуд. Затем луч отражается от красных кровяных телец, проходящих через этот сосуд, и возвращается обратно к пластырю.
Анализируя, как частота эхо-сигнала зависит от скорости движения красных кровяных телец, можно непрерывно отслеживать кровоток в основных кровеносных сосудах, артериальное давление и работу сердца пользователя - и все это в режиме реального времени. Эта информация, в свою очередь, может использоваться для определения того, начинают ли возникать сердечно-сосудистые проблемы.
В тестах пластырь точно записал кровоток в основных кровеносных сосудах, таких как сонная артерия, которая является артерией на шее, снабжающей кровью мозг. Возможность отслеживать изменения в этом потоке может, например, помочь определить, подвержен ли человек риску инсульта, задолго до появления симптомов.
Пластырь включает в себя сетку ультразвуковых преобразователей 12 на 12. Фото: Nature Biomedical Engineering
При тестировании было показано, что пластырь работает на одном уровне с традиционными портативными ультразвуковыми датчиками. Однако такие датчики должны эксплуатироваться в клиниках обученными специалистами, плюс результаты могут варьироваться в зависимости от навыков отдельных пользователей - как сообщается, это не относится к пластырю.
«Просто приклейте его к коже, а затем прочитайте сигналы», - говорит аспирант Сай Чжоу, соавтор статьи об исследовании. «Это не зависит от оператора и не создает дополнительной работы или бремени для технических специалистов, клиницистов или пациентов. В будущем пациенты могут носить что-то подобное для оказания помощи на месте или для постоянного наблюдения на дому».
Статья об исследовании недавно опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Источник: New Atlas / University of California-San Diego
