Ein Ultraschallpflaster für Non

Oct 31, 2023

Universität von Kalifornien San Diego, CA

Ein Team von Ingenieuren an der University of California in San Diego hat ein dehnbares Ultraschall-Array entwickelt, das eine serielle, nicht-invasive, dreidimensionale Bildgebung von Geweben bis zu einer Tiefe von vier Zentimetern unter der Oberfläche der menschlichen Haut mit einer räumlichen Auflösung von 0,5 mm ermöglicht . Diese neue Methode bietet eine nicht-invasive, längerfristige Alternative zu aktuellen Methoden mit verbesserter Eindringtiefe.

Die Forschung stammt aus dem Labor von Sheng Xu, Professor für Nanoengineering an der UC San Diego Jacobs School of Engineering und korrespondierender Autor der Studie. „Wir haben ein tragbares Gerät erfunden, mit dem häufig die Steifheit menschlichen Gewebes beurteilt werden kann“, sagte Hongjie Hu, Postdoktorand in der Xu-Gruppe und Mitautor der Studie. „Insbesondere haben wir eine Reihe von Ultraschallelementen in eine weiche Elastomermatrix integriert und wellenförmige, schlangenförmige, dehnbare Elektroden verwendet, um diese Elemente zu verbinden, sodass sich das Gerät für die serielle Beurteilung der Gewebesteifheit an die menschliche Haut anpassen kann.“

Das Elastographie-Überwachungssystem kann eine serielle, nicht-invasive und dreidimensionale Kartierung mechanischer Eigenschaften tiefer Gewebe ermöglichen. Dies hat mehrere wichtige Anwendungen, darunter in der medizinischen Forschung. Seriendaten zu pathologischem Gewebe können wichtige Informationen über das Fortschreiten von Krankheiten wie Krebs liefern, der normalerweise zu einer Versteifung der Zellen führt. Außerdem kann die Überwachung von Muskeln, Sehnen und Bändern bei der Diagnose und Behandlung von Sportarten hilfreich sein Verletzungen.

Neben der Überwachung von Krebsgewebe kann diese Technologie auch in anderen Szenarien eingesetzt werden, beispielsweise bei der Überwachung von Fibrose und Leberzirrhose. Durch den Einsatz dieser Technologie zur Beurteilung des Schweregrads der Leberfibrose können Mediziner den Krankheitsverlauf genau verfolgen und den am besten geeigneten Behandlungsverlauf bestimmen. Es kann auch zur Beurteilung von Muskel-Skelett-Erkrankungen wie Sehnenentzündungen, Tennisarm und Karpaltunnelsyndrom eingesetzt werden. Durch die Überwachung von Veränderungen der Gewebesteifheit kann diese Technologie wertvolle Einblicke in den Verlauf dieser Erkrankungen liefern und es Ärzten ermöglichen, individuelle Behandlungspläne für ihre Patienten zu entwickeln.

Tragbare Ultraschallpflaster erfüllen die Erkennungsfunktion des herkömmlichen Ultraschalls und überwinden auch die Einschränkungen der herkömmlichen Ultraschalltechnologie, wie z. B. einmalige Tests, Tests nur innerhalb von Krankenhäusern und die Notwendigkeit einer Bedienung durch das Personal. „Dadurch können Patienten ihren Gesundheitszustand jederzeit und überall kontinuierlich überwachen“, sagte Hu.

Dies könnte dazu beitragen, Fehldiagnosen und Todesfälle zu reduzieren und die Kosten erheblich zu senken, indem eine nicht-invasive und kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Diagnoseverfahren bereitgestellt wird.

Das Array passt sich der menschlichen Haut an und koppelt sich akustisch mit ihr, was eine genaue elastografische Bildgebung ermöglicht, die durch Magnetresonanz-Elastografie validiert wird.

Bei Tests wurde das Gerät verwendet, um dreidimensionale Verteilungen des Elastizitätsmoduls von Geweben ex vivo abzubilden, um mikrostrukturelle Schäden in den Muskeln von Freiwilligen vor Beginn des Muskelkaters zu erkennen und den dynamischen Erholungsprozess von Muskelverletzungen während der Physiotherapie zu überwachen.

Das Gerät besteht aus einem 16 x 16-Array. Jedes Element besteht aus einem 1-3-Verbundelement und einer Trägerschicht aus einem Silber-Epoxid-Verbundwerkstoff, der übermäßige Vibrationen absorbieren, die Bandbreite erweitern und die axiale Auflösung verbessern soll.

Professor Xu vermarktet diese Technologie nun über Softsonics LLC.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Liezel Labios unter Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt. Sie müssen JavaScript aktivieren, damit Sie es sehen können.; 858-246-1124.

Dieser Artikel erschien erstmals in der Augustausgabe 2023 des Tech Briefs Magazine.

Weitere Artikel aus dem Archiv lesen Sie hier.

ABONNIEREN