2023年5月3日作者Jim Hammerand发表评论

 

这种用于监测组织硬度的可穿戴超声波设备尺寸为23毫米* 20毫米*0.8毫米。

[照片由加州大学圣地亚哥分校提供]

 

 

可穿戴超声研究人员开发了一种可拉伸超声阵列，用于连续、无创的三维组织成像，穿透深度可达4厘米。

加州大学圣地亚哥分校徐胜实验室的最新设备能够频繁评估人体组织的硬度。它可以用来测量癌症的进展，监测肌肉、肌腱和韧带，并评估肝脏和心血管治疗的效果。

徐胜正在通过加州大学可持续发展学院的一个名为Softsonics的分支机构将这项技术商业化。

“我们将一系列超声波元件集成到一个柔软的弹性体基体中，并使用波浪形蛇形可拉伸电极连接这些元件，使该设备能够符合人体皮肤，用于对组织硬度进行系列评估，”研究合著者、徐组博士后研究员胡宏杰在新闻稿中说。

这项研究于本周发表在《自然生物医学工程》杂志上

测量硬度可以提供有关癌症患者（导致细胞变硬）以及肌腱炎、网球肘和腕管综合征等肌肉骨骼疾病患者的信息。

监测组织硬度也可以帮助医生诊断和追踪心肌缺血。动脉壁弹性的变化提供了早期预警信号，可以及时进行干预。

“这一波新的可穿戴超声技术正在推动医疗监测领域的变革，改善患者的预后，降低医疗成本，并促进护理点诊断的广泛采用，”研究合著者、徐胜小组的访问学生马玉祥说。“随着这项技术的不断发展，我们很可能会在医学成像和医疗保健监测领域看到更重大的进展。”

可穿戴超声波设备的工作原理

该团队解释了他们的可穿戴超声设备如何提供经磁共振弹性成像验证的弹性成像。该装置尺寸为23毫米* 20毫米* 0.8毫米，紧贴皮肤并与皮肤声学耦合。

“我们选择3 MHz作为超声换能器的中心频率，”胡表示，“由于中心频率越高，空间分辨率越高，但超声波在组织中的衰减越强，因此3 MHz既满足了高空间分辨率的要求，也满足了极好的组织穿透能力。”

这支队伍找到了800米的距离 徐胜小组的另一位博士后研究员高晓翔说，相邻元素中心之间的μm“足以产生高质量的图像，最大限度地减少来自相邻元素的干扰，并使整个设备具有良好的拉伸性”。

该设备的空间分辨率为0.5毫米，最大信噪比为28.4分贝，对比度分辨率为1.74分贝。

该团队开发了一种低温粘合方法，以避免传统制造方法造成的热损伤。胡称，该团队使用导电环氧树脂进行室温粘合，而不是焊膏。

“此外，我们用相干平面波复合模式取代了单平面波传输模式，这提供了更多的能量来提高整个样本的信号强度，”胡研究员说。“使用这些策略，我们提高了设备的灵敏度，使其能够很好地捕捉散射粒子发出的微弱信号。”

该团队表示，进一步的改进可能会提高该设备的诊断能力。

 

来源：https://www.medicaldesignandoutsourcing.com/wearable-ultrasound-researchers-deep-tissue-monitoring-breakthrough/

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