استفاده از برچسب های سونوگرافی برای تصویربرداری بدن
به گزارش سیناپرس اردبیل، تصویربرداری اولتراسوند پنجره ای امن و غیرتهاجمی به عملکرد بدن است که تصاویر زنده از اندام های داخلی بیمار را در اختیار پزشکان قرار می دهد. برای ثبت این تصاویر، تکنسین های آموزش دیده با دستکاری میله ها و کاوشگرهای اولتراسوند امواج صوتی را به داخل بدن هدایت می کنند. این امواج منعکس می شوند تا تصاویری با وضوح بالا از قلب، ریه ها و سایر اندام های عمیق بیمار تولید کنند.
در حال حاضر تصویربرداری اولتراسوند نیاز به تجهیزات حجیم و تخصصی دارد که فقط در بیمارستان ها و مطب های پزشک موجود است. اما یک طراحی جدید توسط مهندسان MIT ممکن است این فناوری را به اندازه خرید چسب زخم در داروخانه در دسترس قرار دهد. در مقاله‌ای که امروز در Science منتشر شد، مهندسان طرحی را برای برچسب سونوگرافی جدید ارائه کردند؛ دستگاهی به اندازه تمبر که به پوست می‌چسبد و می‌تواند تصویربرداری سونوگرافی مداوم از اندام‌های داخلی را به مدت 48 ساعت ارائه دهد.
محققان این برچسب ها را روی داوطلبان گذاشتند و نشان دادند که دستگاه ها تصاویر زنده و با وضوح بالا از رگ های خونی اصلی و اندام های عمیق تر مانند قلب، ریه ها و معده تولید می کنند. این استیکرها چسبندگی قوی داشتند و تغییراتی را در اندام های زیرین به ثبت رساندند، زیرا داوطلبان فعالیت های مختلفی از جمله نشستن، ایستادن، آهسته دویدن و دوچرخه سواری را انجام می دادند.
طراحی فعلی مستلزم اتصال برچسب ها به ابزارهایی است که امواج صوتی بازتاب شده را به تصاویر تبدیل می کنند. محققان خاطرنشان می‌کنند که حتی در شکل فعلی‌شان، این برچسب‌ها می‌توانند کاربردهای فوری داشته باشند: به عنوان مثال، این دستگاه‌ها می‌توانند مانند برچسب‌های EKG مانیتورینگ قلب روی بیماران در بیمارستان اعمال شوند و می‌توانند به طور مداوم از اندام‌های داخلی بدون نیاز به تکنسین تصویربرداری کنند.
اگر بتوان دستگاه‌ها را به‌صورت بی‌سیم استفاده کرد، هدفی که تیم در حال حاضر روی آن کار می‌کند. برچسب‌های اولتراسوند را می‌توان به محصولات تصویربرداری پوشیدنی تبدیل کرد که بیماران می‌توانند از مطب پزشک به خانه ببرند یا حتی از داروخانه بخرند. نویسنده ارشد این مطالعه، ژوانه ژائو، استاد مهندسی مکانیک و عمران و محیط زیست، می‌گوید: «ما چند وصله را در نظر می‌گیریم که در مکان‌های مختلف بدن چسبیده باشند، و وصله‌ها با تلفن همراه شما ارتباط برقرار می‌کنند، جایی که الگوریتم‌های هوش مصنوعی تصاویر را در صورت درخواست تجزیه و تحلیل می‌کنند». محققان اعلام می کنند: «ما معتقدیم که دوره جدیدی از تصویربرداری پوشیدنی را آغاز کرده ایم، با چند تکه روی بدن، می توانید اندام های داخلی خود را ببینید».
برای تصویربرداری با اولتراسوند، یک تکنسین ابتدا یک ژل مایع را روی پوست بیمار اعمال می کند که برای انتقال امواج اولتراسوند عمل می کند. سپس یک کاوشگر یا مبدل بر روی ژل فشار داده می‌شود و مواج صوتی را به بدن ارسال می‌کند که از ساختارهای داخلی بازتاب می‌کند و به کاوشگر بازمی‌گردد، جایی که در سال‌های اخیر، محققان طرح‌هایی را برای کاوشگرهای اولتراسوند قابل کشش بررسی کرده‌اند که می‌تواند تصویربرداری قابل حمل و کم‌حجم از اندام‌های داخلی را ارائه دهد. این طرح‌ها مجموعه‌ای انعطاف‌پذیر از مبدل‌های اولتراسوند کوچک را ارائه می‌کردند،
ایده این بود که چنین وسیله‌ای کشیده می‌شود و با بدن بیمار مطابقت دارد. اما این طرح‌های آزمایشی، تا حدی به دلیل کشششان، تصاویری با وضوح پایین تولید کرده‌اند: در حرکت با بدن، مبدل‌ها مکان را نسبت به یکدیگر تغییر می‌دهند و تصویر حاصل را مخدوش می‌کنند.
Chonghe Wang، دانشجوی فارغ التحصیل MIT، می گوید: «ابزار تصویربرداری فراصوت پوشیدنی پتانسیل زیادی در تشخیص بالینی خواهد داشت». با این حال، وضوح و مدت زمان تصویربرداری پچ های اولتراسوند موجود نسبتا کم است و نمی توانند از اندام های عمیق تصویربرداری کنند. برچسب سونوگرافی جدید تیم MIT با جفت کردن یک لایه چسبنده کشسان با مجموعه ای سفت و سخت از مبدل ها، تصاویری با وضوح بالاتر را در مدت زمان طولانی تری تولید می کند. این ترکیب دستگاه را قادر می‌سازد تا با پوست مطابقت داشته باشد و در عین حال موقعیت نسبی مبدل‌ها را حفظ کند تا تصاویر واضح‌تر و دقیق‌تری تولید کند.
محققان برچسب اولتراسوند را از طریق یک باتری آزمایشی روی بدن داوطلبان سالم انجام دادند که این برچسب‌ها را در قسمت‌های مختلف بدن از جمله گردن، سینه، شکم و بازوها می‌بستند. این برچسب ها به پوست چسبیده بودند و تا 48 ساعت تصاویر واضحی از ساختارهای داخل بدن ایجاد کردند. در این مدت، داوطلبان فعالیت های مختلفی را در آزمایشگاه انجام دادند، از نشستن و ایستادن گرفته تا دویدن، دوچرخه سواری و وزنه زدن.
از روی تصاویر برچسب‌ها، تیم توانست تغییر قطر رگ‌های خونی اصلی را هنگام نشستن در مقابل ایستادن مشاهده کند این برچسب‌ها همچنین جزئیات اندام‌های عمیق‌تر، مانند نحوه تغییر شکل قلب در حین ورزش را به تصویر می‌کشید. محققان همچنین قادر به تماشای انبساط معده بودند. این تیم در تلاش است تا استیکرها را به صورت بی سیم کار کند.
آنها همچنین در حال توسعه الگوریتم های نرم افزاری مبتنی بر هوش مصنوعی هستند که می تواند تصاویر برچسب ها را بهتر تفسیر و تشخیص دهد. سپس، ژائو تصور می کند که برچسب های اولتراسوند می توانند توسط بیماران و مصرف کنندگان بسته بندی و خریداری شوند و نه تنها برای نظارت بر اندام های داخلی مختلف، بلکه همچنین پیشرفت تومورها و همچنین رشد جنین ها در رحم استفاده شوند.
منبع:sciencedaily
مترجم: پریناز نصرتی
