可穿戴成像新時(shí)代：麻省理工學(xué)院推出新超聲波貼紙?jiān)O(shè)計(jì)

據(jù)28日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇論文，美國麻省理工學(xué)院的工程師展示了一種新的超聲波貼紙?jiān)O(shè)計(jì)，這種可貼在皮膚上的郵票大小的設(shè)備，可提供48小時(shí)內(nèi)臟器官的連續(xù)超聲波成像。

麻省理工學(xué)院研究人員將這些貼紙貼在志愿者身上，并展示了這些設(shè)備生成的主要血管和更深層器官(如心臟、肺和胃)的實(shí)時(shí)高分辨率圖像。當(dāng)志愿者進(jìn)行各種活動(包括坐、站、慢跑和騎自行車)時(shí)，這些貼紙保持了很強(qiáng)的附著力，并捕捉到了潛在器官的變化。

研究人員表示，“設(shè)想一些貼片貼在身體的不同位置，這些貼片會與你的手機(jī)通信，人工智能算法會根據(jù)需要分析圖像。相信我們已經(jīng)開啟了可穿戴成像的新時(shí)代：只要在你的身體上貼上一些貼片，你就可以看到你的內(nèi)部器官” 。

麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)的新超聲波貼紙通過將彈性黏合劑層與剛性換能器陣列配對，可在更長的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更高分辨率的圖像。這種組合使設(shè)備能夠貼合皮膚，同時(shí)保持傳感器的相對位置，以生成更清晰、更精確的圖像。

該裝置的黏合劑層由兩層薄薄的彈性體制成，中間層包裹著一層固體水凝膠，這種水凝膠主要是一種水基材料，可輕松傳輸聲波。與傳統(tǒng)的超聲波凝膠不同，麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)的水凝膠具有彈性。彈性體可防止水凝膠脫水，只有當(dāng)水凝膠高度水合時(shí)，聲波才能有效穿透并提供內(nèi)部器官的高分辨率成像。

底部彈性體層設(shè)計(jì)用于黏附在皮膚上，而頂層則黏附在剛性換能器陣列上。整個(gè)超聲波貼紙約為2平方厘米，厚3毫米，大約是一張郵票的面積。

從貼紙的圖像中，團(tuán)隊(duì)能夠觀察到坐著和站著時(shí)主要血管直徑的變化。這些貼紙還捕捉到了更深層器官的細(xì)節(jié)，例如心臟在運(yùn)動過程中如何改變形狀。當(dāng)一些志愿者舉重時(shí)，該團(tuán)隊(duì)可檢測到潛在肌肉中的明亮圖案，這表明存在暫時(shí)的微損傷。

該團(tuán)隊(duì)正在努力使貼紙以無線方式運(yùn)行，以及開發(fā)基于人工智能的軟件算法，以更好地解釋和診斷貼紙的圖像。研究人員設(shè)想，這種超聲貼紙未來可被患者和消費(fèi)者打包購買，不僅用來監(jiān)測各種內(nèi)臟器官，還能監(jiān)測腫瘤的進(jìn)展，以及子宮內(nèi)胎兒的發(fā)育情況等。

總編輯圈點(diǎn)

想要可視化人體內(nèi)部器官，一個(gè)傷害最小且結(jié)果相對靠譜的辦法就是利用超聲波。在醫(yī)學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展過程中，超聲的應(yīng)用范圍也越來越廣，尤其在腫瘤診斷領(lǐng)域，超聲波的協(xié)助幾乎必不可少。不過很多人對這一類檢查頗有情緒，因?yàn)橥枰藗兏鶕?jù)超聲波部位進(jìn)行相應(yīng)的“配合”，譬如空腹、憋尿，甚至體內(nèi)檢查，還要涂抹大量的醫(yī)用耦合劑。與此相比，只需薄薄水凝膠就可輕松傳輸聲波的“貼紙”簡直太友好。或許不久的將來，超聲檢查也能像家用血糖、血壓儀一樣，輕松實(shí)現(xiàn)個(gè)人篩查和監(jiān)測。