Kaliforniya Üniversitesi, San Diego’daki mühendisler, bir kişinin vücudunun derinliklerinde bulunan önemli atardamarlar ve damarlar yoluyla kan akışını takip etmek için cilde giyilebilen esnek, elastik bir ultrasonografi yaması geliştirdiler. Kan pıhtıları, kalp kapağı sorunları, uzuvlarda zayıf dolaşım veya felç veya kalp krizi ile sonuçlanabilecek arter tıkanıklıkları gibi çeşitli kardiyovasküler durumları teşhis etmek için klinisyenler kanın ne kadar hızlı ve ne kadar aktığının farkında olmalıdır. bir hastanın kan damarları.
UC San Diego’da geliştirilen yeni ultrason yaması, kan akışının yanı sıra kan basıncını ve kalp fonksiyonunu gerçek zamanlı olarak sürekli olarak izleyebilir. Böyle bir cihazı takmak, kardiyovasküler problemlerin erkenden tespit edilmesini kolaylaştırabilir. UC San Diego Jacobs Mühendislik Okulu’nda nanomühendislik profesörü olan Sheng Xu liderliğindeki bir ekip, yamayı 16 Temmuz’da Nature Biomedical Engineering’de yayınlanan bir makalede bildirdi.
Yama boyuna veya göğse takılabilir. Yama hakkında özel olan şey, kardiyovasküler sinyalleri vücudun 14 santimetre derinliğine kadar non-invaziv bir şekilde algılayıp ölçebilmesidir. Ve bunu yüksek doğrulukla yapabilir. Xu, “Bu tür bir giyilebilir cihaz, kalp ve beyin gibi derin dokularda ve kritik organlarda neler olup bittiğine dair derinin yüzeyinden daha kapsamlı ve daha doğru bir resim verebilir” dedi.
Xu’nun laboratuvarında eski bir nanomühendislik yüksek lisans öğrencisi ve eş yazar Chonghe Wang, “Bu tür derinliklerde sinyalleri algılamak, giyilebilir elektronikler için son derece zordur. Ancak, burası vücudun en kritik sinyallerinin ve merkezi organların gömülü olduğu yerdir.” çalışmak. “Bu kadar derin doku derinliklerine nüfuz edebilen ve derinin çok altındaki hayati sinyalleri algılayabilen giyilebilir bir cihaz tasarladık. Bu teknoloji, sağlık hizmetleri alanında yeni bilgiler sağlayabilir.”
Yamanın diğer bir yenilikçi özelliği de ultrason ışınının farklı açılarda eğilebilmesi ve vücutta doğrudan yamanın altında olmayan bölgelerine yönlendirilebilmesidir. Xu, bunun giyilebilir cihazlar alanında bir ilk olduğunu, çünkü mevcut giyilebilir sensörlerin tipik olarak yalnızca hemen altındaki alanları izlediğini açıkladı. “Sinyalleri farklı bir konumda algılamak istiyorsanız, sensörü o konuma taşımanız gerekir. Bu yama ile cihazın kapladığı alandan daha geniş alanları inceleyebiliriz. Bu, pek çok fırsatın önünü açabilir.”
Yama, cilde yapışan ince bir esnek, gerilebilir polimer tabakasından oluşur. Yamanın üzerine gömülü bir dizi milimetre boyutlu ultrason dönüştürücüsüdür. Her biri bir bilgisayar tarafından ayrı ayrı kontrol edilir – bu tür bir dizi, bir ultrason fazlı dizi olarak bilinir. Teknolojinin önemli bir parçasıdır çünkü yamaya daha derine ve daha genişe gitme yeteneği verir.
Aşamalı dizi, iki ana çalışma modu sunar. Tek bir modda, tüm transdüserler ultrason dalgalarını birlikte iletmek için senkronize edilebilir, bu da vücutta 14 santimetre derinliğe kadar tek bir noktaya odaklanan yüksek yoğunluklu bir ultrason ışını üretir. Diğer modda, transdüserler, farklı açılara yönlendirilebilen ultrason ışınları üreten senkronize olmayan iletim yapmak üzere programlanabilir.
Nanomühendislik doktorası Muyang Lin, “Fazlı dizi teknolojisi ile ultrason ışınını istediğimiz şekilde manipüle edebiliriz” dedi. Aynı zamanda çalışmanın ortak yazarlarından biri olan UC San Diego’da öğrenci. “Bu, cihazımıza çok sayıda yetenek sağlıyor: merkezi organları ve kan akışını yüksek çözünürlükle izleme. Bu, yalnızca bir dönüştürücü kullanarak mümkün olmazdı.”
Aşamalı dizi, 12’ye 12’lik bir ultrason transdüser ızgarasından oluşur. Transdüserlerden elektrik aktığında, bunlar titreşir ve deriden geçerek vücudun derinliklerine ulaşan ultrason dalgaları yayar. Ultrason dalgaları büyük bir kan damarından geçtiğinde, içeri akan kırmızı kan hücrelerinin hareketiyle karşılaşırlar. Bu hareket, ultrason dalgalarının yamaya geri yansıma şeklini değiştirir veya kaydırır – Doppler frekans kayması olarak bilinen bir etki. Yansıtılan sinyallerdeki bu kayma yama tarafından alınır ve kan akışının görsel bir kaydını oluşturmak için kullanılır. Aynı mekanizma, kalp duvarlarının hareketli görüntülerini oluşturmak için de kullanılabilir.
Birçok insan için kan akışı, doktora yapılan düzenli bir ziyaret sırasında ölçülen bir şey değildir. Genellikle bir hasta bazı kardiyovasküler problem belirtileri gösterdikten sonra veya bir hasta yüksek risk altındaysa değerlendirilir. Standart kan akışı muayenesinin kendisi zaman alıcı ve emek yoğun olabilir. Eğitimli bir teknisyen, el tipi bir ultrason probunu hastanın cildine bastırır ve onu doğrudan büyük bir kan damarının üzerine gelinceye kadar bir bölgeden diğerine hareket ettirir. Bu basit görünebilir, ancak sonuçlar testler ve teknisyenler arasında değişebilir.
Malzeme bilimi ve mühendisliği doktorası olan Sai Zhou, yamanın kullanımı basit olduğu için bu sorunları çözebileceğini söyledi. UC San Diego’da öğrenci ve çalışmanın ortak yazarı. “Sadece cilde yapıştırın, ardından sinyalleri okuyun. Operatöre bağlı değildir ve teknisyenlere, klinisyenlere veya hastalara fazladan bir iş veya yük getirmez” dedi. “Gelecekte hastalar, bakım noktası veya sürekli evde izleme yapmak için buna benzer bir şey giyebilir.”
Testlerde yama, klinikte kullanılan ticari bir ultrason probu kadar iyi performans gösterdi. Boyunda beyne kan sağlayan bir arter olan şah damarı gibi büyük kan damarlarındaki kan akışını doğru bir şekilde kaydetti. Örneğin, bu akıştaki değişiklikleri izleme yeteneğine sahip olmak, bir kişinin semptomların başlamasından çok önce inme riski altında olup olmadığını belirlemeye yardımcı olabilir.
Araştırmacılar, yamanın kliniğe hazır hale gelmesi için daha kat etmesi gereken çok yol olduğuna dikkat çekiyor. Şu anda çalışması için bir güç kaynağına ve tezgah üstü makineye bağlanması gerekiyor. Xu’nun ekibi, yamadaki tüm elektronik aksamı kablosuz hale getirmek için entegre etmeye çalışıyor.
Bu hikaye, metinde herhangi bir değişiklik yapılmadan bir haber ajansı beslemesinden yayınlandı. Sadece başlık değiştirildi.