Nešiojamas ultragarsinis pleistras leidžia nuolat, neinvaziškai stebėti smegenų kraujotaką

Nešiojamas ultragarsinis pleistras leidžia nuolat, neinvaziškai stebėti smegenų kraujotaką

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

Kalifornijos universiteto San Diego inžinieriai sukūrė nešiojamą ultragarsinį pleistrą, kuris gali pasiūlyti nuolatinį, neinvazinį kraujo tėkmės smegenyse stebėjimą. Minkštą ir tamprų pleistrą galima patogiai nešioti ant smilkinio, kad būtų galima gauti trimačius duomenis apie smegenų kraujotaką – tai pirmoji nešiojimo technologija.

Mokslininkų komanda, vadovaujama Sheng Xu, UC San Diego Jacobs inžinerijos mokyklos Aiiso Yufeng Li šeimos chemijos ir nanotechnikos katedros profesoriaus, paskelbė savo naują technologiją m. Gamta.

Nešiojamasis ultragarsinis pleistras žymi didelį šuolį nuo dabartinio klinikinio standarto, vadinamo transkranijiniu Doplerio ultragarsu. Šis metodas reikalauja, kad apmokytas technikas laikytų ultragarso zondą prie paciento galvos. Tačiau procesas turi ir minusų. Tai priklauso nuo operatoriaus, todėl matavimo tikslumas gali skirtis priklausomai nuo operatoriaus įgūdžių. Tai taip pat nepraktiška ilgalaikiam naudojimui.

Xu komanda sukūrė įrenginį, kuris įveikia šias kliūtis. Jų nešiojamasis ultragarsinis pleistras yra laisvų rankų įranga, nuoseklus ir patogus sprendimas, kurį galima nuolat nešioti paciento buvimo ligoninėje metu.

„Nuolatinė pleistro stebėjimo galimybė pašalina esminę dabartinės klinikinės praktikos spragą“, – sakė vienas iš tyrimo autorių Sai Zhou, medžiagų mokslo ir inžinerijos mokslų daktaras. kandidatas Xu laboratorijoje. „Paprastai smegenų kraujotaka yra stebima kiekvieną dieną tam tikru laiku ir tie matavimai nebūtinai atspindi tai, kas gali nutikti likusią dienos dalį. Tarp matavimų gali būti nepastebimų svyravimų. Jei pacientui netrukus prasidės insultas vidury nakties šis prietaisas gali pateikti informaciją, kuri yra labai svarbi norint laiku įsikišti.

Pacientams, kuriems atliekama ir sveikstama po smegenų operacijos, ši technologija taip pat gali būti naudinga, pažymėjo Geonho Parkas, kitas pirmasis šio tyrimo autorius, chemijos ir nanoinžinerijos mokslų daktaras. studentas Xu laboratorijoje.






Pleistras, maždaug pašto ženklo dydžio, pagamintas iš silikono elastomero, įterpto su keliais elastingos elektronikos sluoksniais. Vienas sluoksnis susideda iš mažų pjezoelektrinių keitiklių, kurie, kai stimuliuojami elektra, sukuria ultragarso bangas ir priima iš smegenų atsispindinčias ultragarso bangas. Kitas svarbus komponentas yra vario tinklelio sluoksnis, pagamintas iš spyruoklinių laidų, kuris pagerina signalo kokybę sumažindamas trikdžius iš naudotojo kūno ir aplinkos. Likusius sluoksnius sudaro tamprūs elektrodai.

Naudojimo metu pleistras kabeliais prijungiamas prie maitinimo šaltinio ir kompiuterio. Norėdami pasiekti 3D stebėjimą, mokslininkai į sistemą integravo itin greitą ultragarsinį vaizdą. Skirtingai nuo standartinio ultragarso, kuris fiksuoja apie 30 vaizdų per sekundę, itin greitas vaizdas per sekundę užfiksuoja tūkstančius vaizdų. Šis didelis kadrų dažnis yra būtinas norint surinkti patikimus duomenis iš pjezoelektrinių keitiklių, kurie kitu atveju nukentėtų dėl mažo signalo intensyvumo dėl stipraus kaukolės atspindžio.

Tada duomenys vėliau apdorojami naudojant pasirinktinius algoritmus, kad būtų galima atkurti 3D informaciją, pvz., pagrindinių smegenų arterijų dydį, kampą ir padėtį.

„Smegenų kraujagyslės yra sudėtinga struktūra su daugybe išsišakojusių kraujagyslių. Norint gauti visą vaizdą ir gauti tikslesnius matavimus, reikia įrenginio, galinčio užfiksuoti šią trimatę informaciją”, – sakė Xinyi Yang, kitas pirmasis šio tyrimo autorius. medžiagų mokslo ir inžinerijos mokslų daktaras. studentas Xu laboratorijoje.

Šiame tyrime pleistras buvo išbandytas su 36 sveikais savanoriais dėl jo gebėjimo išmatuoti kraujo tėkmės greitį – didžiausią sistolinį, vidutinį srautą ir galutinį diastolinį greitį – pagrindinėse smegenų arterijose. Dalyviai užsiima veikla, turinčia įtakos kraujo tekėjimui, pavyzdžiui, sugriebti rankomis, sulaikyti kvėpavimą ir skaityti. Pleistro matavimai labai sutapo su įprastu ultragarso zondu.

Be to, mokslininkai planuoja bendradarbiauti su UC San Diego medicinos mokyklos gydytojais, kad išbandytų pleistrą pacientams, sergantiems neurologinėmis ligomis, kurios turi įtakos smegenų kraujotakai. Xu įkūrė pradedančiąją įmonę „Softsonics“, siekdama komercializuoti šią technologiją.