可穿戴超聲貼片監(jiān)測深層組織

日前，美國加州大學圣地亞哥分校的一個工程師團隊開發(fā)了一種可穿戴超聲貼片——可拉伸的超聲波陣列，能以0.5毫米的空間分辨率對人體皮膚表面以下4厘米深的組織進行連續(xù)、非侵入性的三維成像。據(jù)《自然·生物醫(yī)學工程》雜志發(fā)表的信息顯示：該器件由一個16×16陣列組成，每部分由復合元件和銀環(huán)氧樹脂復合材料制成的背襯層組成。

作為一種先進的醫(yī)療技術(shù)，可穿戴超聲貼片主要用于監(jiān)測和診斷深層組織；使用超聲波技術(shù)，通過發(fā)射和接收超聲波信號來獲取圖像和數(shù)據(jù)。其中的傳感器——可拉伸的超聲波陣列，則是一種通過特殊的材料和結(jié)構(gòu)設計的超聲傳感器，具有可延展性和柔韌性，可以在拉伸或壓縮的情況下保持性能，并且能夠適應不同形狀和曲面。在研發(fā)過程中，研究人員將一系列超聲波元件集成到柔軟的彈性體基質(zhì)中，并使用波浪形可拉伸電極來連接這些元件，制成的彈性成像監(jiān)測系統(tǒng)，以實現(xiàn)為深層組織提供連續(xù)、非侵入性和三維力學性能映射，進而提供癌癥等疾病進展的關鍵信息。

癌癥通常會導致細胞變硬，對肝臟和心血管疾病的治療或一些化療藥物，也可能會影響組織僵硬，連續(xù)彈性成像則可幫助評估組織硬度以及藥物的遞送和療效。因此，這種可穿戴超聲貼片既完成了傳統(tǒng)超聲的檢測功能，又突破了傳統(tǒng)超聲技術(shù)的局限性，使患者能夠隨時隨地持續(xù)監(jiān)測自己的健康狀況。通過將可拉伸的超聲波陣列放置在需要成像的區(qū)域，可以獲取高分辨率的超聲圖像，幫助醫(yī)生進行準確定位和診斷，也助于減少誤診和死亡，且具有非侵入性和低成本的優(yōu)點。

該陣列貼合人體皮膚并與其聲學耦合。在測試中，該裝置用于在酸痛發(fā)作前檢測志愿者肌肉、肌腱和韌帶的微觀結(jié)構(gòu)損傷，并監(jiān)測物理治療期間各部件損傷的動態(tài)恢復過程。除此之外，可拉伸的超聲波陣列還可以應用于醫(yī)學影像領域、檢測和診斷人體內(nèi)部的病變和異常等領域；以及在其他領域也得到了廣泛的應用，如工業(yè)檢測、材料測試和機器人技術(shù)等。