به گزارش گروه علم و فناوری باشگاه خبرنگاران دانشجویی(ایسکانیوز)؛ مهندسان دانشگاه MIT برچسبی طراحی کرده‌اند که تصاویر فراصوت از بدن تولید می‌کند. این دستگاه به اندازه یک تمبر است که به پوست می‌چسبد و به مدت 48 ساعت به صورت مداوم و پیوسته از اندام‌های داخلی تصویربرداری سونوگرافی می‌کند.
تصویربرداری فراصوت یا سونوگرافی در واقع پنجره‌ای امن و غیرتهاجمی برای مشاهده عملکرد بدن به شمار می‌رود که تصاویر زنده‌ای را از اندام‌های داخلی بیمار را در اختیار پزشکان قرار می‌دهد. تکنسین‌های آموزش دیده برای ثبت این تصاویر، با دستکاری میله‌ها و کاوشگرهای سونوگرافی؛ امواج صوتی را به داخل بدن هدایت می‌کنند. این امواج منعکس می‌شوند تا تصاویری با وضوح بالا از قلب، ریه‌ها و سایر اندام‌های عمیق بیمار تولید کنند.
در حال حاضر تصویربرداری سونوگرافی نیاز به تجهیزات حجیم و تخصصی دارد که فقط در بیمارستان‌ها و مطب‌های پزشکان موجود است. اما طراحی جدید مهندسان MIT این فناوری را به اندازه یک چسب زخم در داروخانه قابل پوشیدن و در دسترس قرار خواهد داد.
محققان این برچسب ها را روی داوطلبان آزمایش کردند و نشان دادند که این ریز ابزارها تصاویر زنده و با وضوح بالا از رگ‌های خونی اصلی و اندام‌های عمیق بدن مانند قلب، ریه‌ها و معده تولید می‌کنند. این استیکرها که چسبندگی قوی دارند، توانستند به خوبی عملکرد اندام‌ها را در حین فعالیت‌های مختلفی مانند نشستن، ایستادن، دویدن و دوچرخه‌سواری ثبت کنند.
محققان می‌گویند: تصور کنید که چند برچسب سونوگرافی روی چند نقطه از بدن چسبیده است. این وصله‌ها با تلفن همراه‌تان ارتباط برقرار می‌کنند و از این طریق با کمک الگوریتم‌های هوش مصنوعی تصاویر اندام‌های داخلی را تجزیه و تحلیل می‌کنند.
چالش کشسانی
برای تصویربرداری سونوگرافی، تکنسین ابتدا یک ژل مایع را روی پوست بیمار می‌ریزد که امواج فراصوت را منتقل می‌کند. سپس یک کاوشگر یا مبدل را روی ژل فشار داده می‌دهد تا امواج صوتی را به بدن ارسال کند. این امواج به ساختارهای داخلی بدن برخورد می‌کنند و منعکس می‌شوند و به کاوشگر بازمی‌گردند، جایی که سیگنال‌های پژواک به تصاویر بصری تبدیل می‌شوند.
برخی بیمارن نیاز به تصویربرداری در دوره‌های طولانی دارند. به همین دلیل برخی از بیمارستان‌ها کاوشگرهایی را ارائه می‌دهند که روی بازوهای روباتیک نصب می‌شوند. بازوهای روباتیک بدون خستگی این کاوشگرها را در جای خود نگه می‌دارند، اما موضوع اینجاست که ژل مایع سونوگرافی با گذشت زمان از بین می‌رود و خشک می‌شود و تصویربرداری طولانی‌مدت را قطع می‌کند.
در سال‌های اخیر، محققان طرح‌هایی را برای کاوشگرهای اولتراسوند کششی مورد بررسی قرار داده‌اند که تصویربرداری قابل حمل را ممکن می‌کنند. اما این طرح‌های آزمایشی به دلیل کشسان بودن و کشیده شدن بیش از حد و جابه‌جا شدن مبدل‌ها لایه چسب این دستگاه از دو لایه نازک الاستومر ساخته شده است که لایه میانی هیدروژل جامد را در خود جای داده است، ماده ای عمدتاً بر پایه آب که امواج صوتی را به راحتی منتقل می کند. بر خلاف ژل های سونوگرافی سنتی، هیدروژل تیم MIT الاستیک و کشسان است.
چن، فوق دکترای MIT می گوید: «الاستومر از کم آبی هیدروژل جلوگیری می کند. تنها زمانی که هیدروژل به شدت هیدراته شده باشد، امواج صوتی می توانند به طور موثر نفوذ کنند و تصویربرداری با وضوح بالا از اندام های داخلی ارائه دهند.
لایه الاستومری این دستگاه به گونه‌ای طراحی شده است که به پوست بچسبد، در حالی که لایه بالایی آن به مجموعه‌ای سفت و سخت از مبدل‌ها می‌چسبد که این تیم طراحی و ساخته است. اندازه کل برچسب اولتراسوند حدود 2 سانتی‌متر مربع و ضخامت آن 3 میلی‌متر است؛ تقریباً مساحت یک تمبر پستی.
محققان برچسب اولتراسوند را از طریق یک باتری آزمایشی روی داوطلبان سالم امتحان کردند و این برچسب‌ها را روی قسمت‌های مختلف بدن آنها از جمله گردن، سینه، شکم و بازوها چسباندند. این برچسب‌ها تا 48 ساعت تصاویر واضحی از ساختارهای زیرین بدن ارائه کردند؛ در حالی که داوطلبان در حال انجام فعالیت‌های مختلفی بودند.
تیم تحقیقاتی توانست از روی تصاویر برچسب‌ها، تغییر قطر رگ‌های خونی اصلی را هنگام نشستن در مقابل ایستادن مشاهده کنند. این برچسب‌ها همچنین جزئیات اندام‌های عمیق‌تر، مانند نحوه تغییر شکل قلب در حین ورزش را نیز به تصویر کشید. محققان همچنین قادر به تماشای انبساط معده بودند که پس از نوشیدن آب توسط داوطلبان حجم آن کاهش یافت و سپس آب از معده خارج شد. و در حالی که برخی از داوطلبان وزنه‌ها را بلند می‌کردند، تیم می‌توانست الگوهای روشن را در عضلات زیرین تشخیص دهد که نشان‌دهنده آسیب‌های کوچک موقتی است.
محققان می‌گویند: با این نوع تصویربرداری، می‌توانیم لحظه‌های تمرین را قبل از استفاده بیش از حد به تصویر بکشیم، و قبل از اینکه ماهیچه‌ها درد کنند، ورزش را متوقف کنیم.
نظر شما