今日消息 MIT工程师设计微型超声贴纸 有望成为连续实时成像的突破

麻省理工学院（MIT）的工程师们设计了一种微小的贴纸，可以连续提供内部器官的超声图像长达48小时。这项创新是向未来迈出的一步，即贴纸可以在锻炼期间无线跟踪肌肉健康或在怀孕期间跟踪胎儿发育。

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超声波成像可能是最安全和最常用的医学成像形式。然而，它仍然需要去医生的办公室和笨重的设备。

每个做过超声检查的人都会熟悉，在使用探头之前，他们的皮肤上会喷出厚厚的冷凝胶。这种凝胶是超声波从探头清晰地传输到一个人的内部器官并再次返回所必需的。随着时间的推移，这种凝胶可能会从皮肤上干涸或流走，因此在较长的超声过程中需要不断地重新涂抹。

麻省理工学院这一发展中最大的新创新之一是创造了一种水凝胶，它被包裹在一个薄的弹性膜内。这创造了一种完美的有弹性的材料，可以被放置在皮肤上，同时有效地传输超声波。

“弹性体防止了水凝胶的脱水，”共同领导作者陈晓宇（音译）解释说。“只有当水凝胶高度水化时，声波才能有效穿透并对内部器官进行高分辨率成像。”

该设备的另一部分包含一个由数百个微小超声波传感器组成的刚性阵列。共同第一作者王崇和（音译）说，这种密集的换能器阵列与弹性体和水凝胶的弹性混合体的搭配，使贴纸能够在很长一段时间内持续对内部器官进行成像。

王崇和说：“这种组合使设备能够符合皮肤，同时保持传感器的相对位置，以产生更清晰和更精确的图像。”

发表在《科学》杂志上的一项新研究描述了对该设备进行的各种应用测试，从慢跑到举重。这证明了新设备在以前所未有的方式为人类活动提供超声成像方面的非凡潜力。

使用该设备，研究人员能够观察到一个志愿者在喝下一杯果汁时胃部的膨胀和收缩。其他测试显示了该设备如何在一个人举重时监测肌肉，有可能通知佩戴者何时应该停止运动，以免造成伤害。

陈晓宇推测说：“通过成像，我们也许能够捕捉到过度使用前的锻炼时刻，并在肌肉变得酸痛之前停下来。我们还不知道那个时刻可能是什么时候，但现在我们可以提供专家可以解释的成像数据。”

目前，该设备不是无线的，但即使在其目前的形式下，研究人员建议有直接的现实世界应用。例如，医院目前可以用它来对心脏病患者进行实时监测。

但这种设备的未来潜力更令人兴奋。该团队目前正在努力使该设备以无线方式运行，因此它可以假设与一个智能手机应用程序进行通信。超声波贴纸可用于任何数量的用途，从运动跟踪到长期监测可疑肿瘤。怀孕甚至可以从家里进行实时跟踪。

高级作者赵宣和（音译）说：“我们设想在身体的不同位置贴上一些贴纸，贴纸将与你的手机通信，人工智能算法将根据需要分析图像。我们相信我们已经开启了一个可穿戴成像的新时代。只要在你的身体上贴上几个贴片，你就可以看到你的内部器官。”

这项新研究发表在《科学》杂志上。