Ултразвуков стикер помага за проследяване на кръвния поток в мозъка

Учени от Калифорнийския университет в Сан Диего са разработили иновативно устройство – ултразвукова лепенка, която позволява непрекъснато наблюдение на кръвния поток в мозъка. Тази разработка може да се окаже изключително полезна за диагностициране на различните съдови заболявания.

Ултразвуковият стикер, който се състои от масив от пиезоелектрични преобразуватели, свързани с многослоен разтеглив електрод, осигурява обемно картографиране на основните мозъчни артерии и запис на спектрите на кръвния поток. Устройството позволява ултразвуково изобразяване с честота 3000 изображения в секунда, като разширява зрителното поле до 60 на 60 мм на дълбочина 50 мм.

Традиционните методи за наблюдение на кръвния поток в мозъка, като транскраниалния доплер (TCD), имат редица недостатъци, включително твърдост на конструкцията и необходимост от ръчни настройки. Новата лепенка решава тези проблеми, като осигурява удобно и продължително наблюдение. Според съавтора на изследването Сай Джоу настоящото медицинско оборудване не позволява непрекъснато наблюдение на кръвния поток, което може да доведе до пропускане на важни промени. Новото устройство е в състояние да осигури необходимата информация за навременна намеса.

Устройството с размерите на пощенска марка съдържа 16 на 16 преобразувателя с честота 2 MHz, което свежда до минимум затихването и фазовото изкривяване при преминаването на сигнала през черепа. Изследователите са използвали медна мрежа и силиконов еластомер, за да подобрят сигнала и да го предпазят от електромагнитните смущения.

За да проверят ефективността на устройството, учените са сравнили данните, получени с пластира, с данните от традиционния TCD. Проучването показа, че резултатите от измерванията на кръвния поток в 10 артериални сегмента при 36 здрави доброволци не се различават съществено. Разликата в скоростите на кръвния поток е била минимална, което потвърждава високата точност на новото устройство.

По време на експериментите изследователите са наблюдавали промените в кръвния поток при участниците, изпълняващи различни физически и умствени задачи. Така например по време на упражнение за стискане на юмрук скоростта на кръвния поток в средната мозъчна артерия се е увеличила значително и след приключване на упражнението постепенно се е върнала към изходните стойности. Това показва как стикерът може да проследява динамичните промени в кръвния поток в реално време.

Бъдещите планове са да се тества устройството при бременни жени и да се сравни ефективността му с ръчните ултразвукови устройства. Учените възнамеряват също така да интегрират безжични модули в пластира, така че пациентите да могат да го носят, без да са привързани към каквито и да било кабели.

Това е едно полезно изобретение, които може да много да допринесе за развитието на съвременната медицина.