Gli ingegneri del MIT sviluppano adesivi che possono vedere all'interno del corpo

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L'imaging a ultrasuoni rappresenta una finestra sicura e non invasiva sul funzionamento del corpo, fornendo ai medici immagini in tempo reale degli organi interni di un paziente. Per catturare queste immagini, tecnici addestrati manipolano bacchette e sonde a ultrasuoni per dirigere le onde sonore nel corpo. Queste onde si riflettono indietro per produrre immagini ad alta risoluzione del cuore, dei polmoni e di altri organi profondi del paziente.

Attualmente, l'imaging ecografico richiede apparecchiature ingombranti e specializzate, disponibili solo negli ospedali e negli studi medici. Ma un nuovo progetto degli ingegneri del MIT potrebbe rendere la tecnologia indossabile e accessibile quanto acquistare cerotti in farmacia.

In un articolo apparso oggi su Science, gli ingegneri presentano il progetto di un nuovo adesivo per ultrasuoni: un dispositivo delle dimensioni di un timbro che si attacca alla pelle e può fornire immagini ecografiche continue degli organi interni per 48 ore.

I ricercatori hanno applicato gli adesivi ai volontari e hanno mostrato che i dispositivi producevano immagini dal vivo ad alta risoluzione dei principali vasi sanguigni e degli organi più profondi come il cuore, i polmoni e lo stomaco. Gli adesivi mantenevano una forte adesione e catturavano i cambiamenti negli organi sottostanti mentre i volontari eseguivano varie attività, tra cui sedersi, stare in piedi, fare jogging e andare in bicicletta.

Il progetto attuale richiede il collegamento degli adesivi a strumenti che traducono le onde sonore riflesse in immagini. I ricercatori sottolineano che anche nella loro forma attuale, gli adesivi potrebbero avere applicazioni immediate: ad esempio, i dispositivi potrebbero essere applicati ai pazienti in ospedale, in modo simile agli adesivi ECG per il monitoraggio cardiaco, e potrebbero acquisire immagini continue degli organi interni senza richiedere un tecnico. per mantenere una sonda in posizione per lunghi periodi di tempo.

Se i dispositivi potessero funzionare in modalità wireless – un obiettivo a cui il team sta attualmente lavorando – gli adesivi per ultrasuoni potrebbero essere trasformati in prodotti di imaging indossabili che i pazienti potrebbero portare a casa dallo studio medico o addirittura acquistare in farmacia.

"Immaginiamo che alcuni cerotti aderiscano a diverse posizioni del corpo e che i cerotti comunichino con il tuo cellulare, dove gli algoritmi di intelligenza artificiale analizzerebbero le immagini su richiesta", afferma l'autore senior dello studio, Xuanhe Zhao, professore di ingegneria meccanica e civile e ingegneria ambientale al MIT. "Crediamo di aver aperto una nuova era dell'imaging indossabile: con pochi cerotti sul tuo corpo, potresti vedere i tuoi organi interni."

Lo studio comprende anche gli autori principali Conghe Wang e Xiaoyu Chen, e i coautori Liu Wang, Mitsutoshi Makihata e Tao Zhao del MIT, insieme a Hsiao-Chuan Liu della Mayo Clinic di Rochester, Minnesota.

Una questione spinosa

Per ottenere l'immagine con gli ultrasuoni, un tecnico applica innanzitutto un gel liquido sulla pelle del paziente, che agisce per trasmettere le onde ultrasoniche. Una sonda, o trasduttore, viene quindi premuta contro il gel, inviando onde sonore nel corpo che echeggiano dalle strutture interne e ritornano alla sonda, dove i segnali echeggiati vengono tradotti in immagini visive.

Per i pazienti che necessitano di lunghi periodi di imaging, alcuni ospedali offrono sonde fissate a bracci robotici che possono tenere in posizione un trasduttore senza stancarsi, ma il gel liquido per ultrasuoni scorre via e si asciuga nel tempo, interrompendo l'imaging a lungo termine.

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno esplorato progetti per sonde ecografiche estensibili che fornirebbero immagini portatili e a basso profilo degli organi interni. Questi progetti fornivano una serie flessibile di minuscoli trasduttori a ultrasuoni, con l'idea che un tale dispositivo si allungasse e si adattasse al corpo del paziente.