Эластичный пластырь предупредит об угрозе инсульта и сердечного приступа

Команда американских и южнокорейских инженеров разработала мягкий и эластичный ультразвуковой пластырь для кожи, который может контролировать кровоток через основные артерии и вены глубоко под кожей.

Контроль за кровеносными сосуды пациента важен потому, что это помогает врачам выявить различные сосудистые заболевания или предупредить сердечные приступы.

Новый ультразвуковой пластырь американских и корейских инженеров может в режиме реального времени контролировать движение крови по сосудам, артериальное давление и работу сердца. Это дает возможность предсказать и предупредить надвигающийся инсульт или инфаркт.

Команда под руководством Шэна Сюй (Sheng Xu), профессора Калифорнийского университета в Сан-Диего, сообщила об изобретении пластыря в статье, опубликованной 16 июля журналом Nature Biomedical Engineering.

Пластырь можно носить на коже шеи или груди. Особенность его в том, что он может принимать сигналы от сосудов на глубине до 14 сантиметров под кожей. Измеряет он полученные сигналы с высокой точностью.

"Этот тип нательных устройств может дать вам более полную и точную картину того, что происходит в глубоких тканях и важнейших органах, таких как сердце и мозг", – говорит Сюй.

Еще одна внедренная в пластырь инновация: ультразвуковой луч можно наклонять под разными углами и направлять в области тела, которые не находятся непосредственно под пластырем. Другие нательные датчики этого не могут.

Пластырь состоит из тонкого листа гибкого эластичного полимера, который прилипает к коже. На пластыре установлен массив ультразвуковых датчиков миллиметрового размера – ультразвуковая фазированная решетка. Каждый датчик отдельно управляется компьютером. Это ключевая часть технологии, потому что она позволяет пластырю менять форму, отмечает пресс-релиз Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Фазированная антенная решетка пластыря имеет два основных режима работы. В одном режиме все преобразователи могут быть синхронизированы для совместной передачи ультразвуковых волн, что дает ультразвуковой луч высокой интенсивности, который фокусируется на одной точке на глубине до 14 сантиметров в теле. В другом режиме преобразователи могут быть запрограммированы на передачу не синхронно, поэтому ультразвуковые лучи разных датчиков можно направлять под разными углами.

"Благодаря технологии фазированных решеток мы можем манипулировать ультразвуковым лучом, как мы хотим, – подчеркивает Муян Лин (Muyang Lin), соавтор исследования из Калифорнийского университета в Сан-Диего. – Это дает нашему устройству множество возможностей: мониторинг центральных органов, а также кровотока с высоким разрешением. Используй мы только один датчик, это было бы невозможно".

В остальном технология сканирования ультразвуковым пластырем кровеносных сосудов – это в чистом виде ультразвуковая допплерография сосудов, которую повсюду сегодня делают в поликлиниках и больницах.

Исследователи отмечают, что пластырю предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем он будет готов для широкого использования. Пока что он столь же стационарен, как любой аппарат УЗИ. Чудо-пластырь мало наклеить на кожу – его надо подключить к источнику питания и настольному компьютеру. Батарейка и микропроцессор в его конструкцию не входят. Команда Сюя работает над интеграцией всей электроники в патч, чтобы сделать его беспроводным.

Преимущество даже тестовой конструкции пластыря по сравнению со стационарными аппаратами УЗИ заключается в том, что для получения картины сосудов с помощью пластыря не понадобится врач.

"Просто приклейте его к коже и читайте сигналы. Он не зависит от оператора и не создает дополнительной работы или бремени для технических специалистов, клиницистов или пациентов, – объясняет Сай Чжоу (Sai Zhou). – В будущем пациенты могли бы носить что-то подобное для оказания медицинской помощи или постоянного наблюдения на дому".

Ранее мы рассказывали, что для зарядки гаджетов сгодится пот, и что новый универсальный датчик может проследить за давлением и биохимией крови. А еще рассказывали об электронной коже, которая сама умеет залечивать свои раны.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".