Egy amerikai kutatócsoport olyan ultrahangos matricát fejlesztett ki, amely képes a szervek bizonyos tulajdonságait elemezni a test mélyén. Könnyen viselhető a bőrön, és nagyobb biztonságot nyújthat, különösen a krónikus betegségben szenvedők vagy az átültetett szervekkel rendelkezők számára.
Az ultrahangos vizsgálatoknak két nagy előnye van: először is, különösen a lágy szövetek jól leképezhetők így. Másodszor, a betegeket nem éri káros sugárzás. Elvileg tehát akár az is lehetséges lenne, hogy az ultrahangot állandóan a szervek megfigyelésére használják – és a Massachusetts for Technology (MIT) tudósai éppen ezt tesztelik a Dél-kaliforniai Egyetem (USC) munkatársaival együtt. Olyan matricát fejlesztettek ki, amely egy érzékelőn keresztül hanghullámokat küld a testbe. A visszavert hullámokat közvetlenül a matricán mérik és elemzik. Bizonyos helyzetekben ez az innováció korai figyelmeztető rendszerként használható – és életeket menthet.
„Amikor bizonyos szervek megbetegednek, idővel megmerevedhetnek. Ezzel a viselhető matricával folyamatosan, hosszú időn keresztül nyomon tudjuk követni a merevség változását, ami kritikus fontosságú a belső szervi elégtelenség korai diagnosztizálásához” – nyilatkozta Xuanhe Zhao, az MIT gépészmérnök professzora.
Ultrahang a szervek megfigyelésére
A test egy rugalmas rendszer. Rugalmassága azonban az életkor előrehaladtával csökken, és ez nemcsak az izmokat és az ízületeket érinti – általában reggeli felkeléskor érezhető. A szövetek és szervek is merevebbé válnak, amit különböző betegségek súlyosbíthatnak. A hirtelen fellépő merevség gyakran komoly egészségügyi problémákra, sőt az érintett szervek küszöbön álló megbetegedésére utal. Az orvosok ezért egy speciális eljárással, az úgynevezett ultrahangos elasztográfiával mérik a szervek, például a vesék és a máj merevségét. Ennél a technikánál a szakemberek egy szondát vezetnek a bőr fölé. Az eredmény az ultrahangos képalkotáshoz hasonló: a szonda hanghullámokat küld a testen keresztül, amelyek hatására a belső szervek kissé rezegni kezdenek, és ezeket a hullámokat visszaküldik. A szonda méri a szerv által okozott rezgéseket, és a rezgések mintázatából megállapítható, hogy mennyire rugalmas vagy merev egy szerv.
Az ultrahangos elasztográfiát például az intenzív osztályokon használják olyan betegek megfigyelésére, akik nemrégiben transzplantáció útján új szervet kaptak. „Egy szervátültetés után az intenzív osztályon töltött első 72 óra a legfontosabb” – mondja Qifa Zhou, az USC professzora. „De nem lehet állandóan egy szondát tartani a test felett. Ez viszont azt jelenti, hogy az orvosok elszalaszthatnak egy döntő pillanatot, és túl későn veszik észre, hogy a szerv nem működik.”
Ultrahangos matrica utánozza a szondatechnikát
A megoldás egy kis matrica, amely a következő elv szerint működik: a meglévő ultrahangos elasztrográfiás szondák a hangimpulzusokra adott válaszként a nyíróhullámokat vagy a szerv rezgését mérik. Minél gyorsabban terjed egy nyíróhullám egy szervben, annál merevebb a szerv. A csapat megpróbálta miniatürizálni az ultrahangos elasztográfiát, hogy az, egy bélyeg méretű matricán is elférjen. Emellett meg akarták tartani a kereskedelmi forgalomban kapható kézi szondák érzékenységét, amelyek általában körülbelül 128 piezoelektromos átalakítót tartalmaznak, amelyek mindegyike a bejövő elektromos mezőt kimenő hanghullámokká alakítja. Ennek eredményeképpen a kutatók 128 miniatűr átalakítót állítottak elő, amelyeket egy 25 milliméteres chipre erősítettek. A chip alját hidrogélből készült ragasztóval ragasztották fel, mivel ez a nyújtható anyag nem akadályozza a hanghullámokat.
Ultrahangos matrica otthonra
A kezdeti kísérletekben a kutatók patkányokon tesztelték az ultrahangos matricát. Saját bevallásuk szerint 48 órán át tartó folyamatos mérést lehetett végezni, ami megbízható eredményeket adott – ha a matrica növekvő merevséget mutatott, a közelgő májelégtelenséget szövetmintákon keresztül lehetett igazolni. A kutatók most adaptálják a matricát embereken való alkalmazásra. Már tervezik a további lépést is. Egy olyan zárt változatot is szeretnének kifejleszteni, amelyben az összes kísérő elektronikát és feldolgozást miniatürizálják, hogy egy nagyméretű ragtapaszba is integrálható legyen – otthoni használatra. Ez különösen a krónikus betegségekben szenvedők számára lehet előnyös.
Fotó: MIT
