El tamaño del sello de corrección de ultrasonido puede representar órganos internos

cuando está enfermo Van a la clínica para una ecografía del estómago y se acuestan sobre papel arrugado en una mesa de examen. El médico esparce una sustancia espesa y pegajosa en su abdomen, luego presiona una pequeña sonda sobre ella para enviar ondas sonoras al cuerpo del paciente. Estas ondas rebotan en sus tejidos blandos y fluidos corporales y regresan a la sonda para traducirse en una imagen bidimensional. A medida que la sonda se mueve sobre el estómago de la persona, aparece una imagen borrosa en blanco y negro en la pantalla para que el médico la lea.

Si bien la tecnología de ultrasonido es un elemento básico en muchos entornos médicos, a menudo es grande y voluminosa. Xuanhe Zhao, ingeniero mecánico del Instituto de Tecnología de Massachusetts, tiene como objetivo hacer que todo sea más pequeño y portátil, y portátil. en papel Publicado hoy en CienciasZhao y su equipo describen el desarrollo de un pequeño parche de ultrasonido que, cuando se adhiere a la piel, podría proporcionar imágenes de alta resolución de lo que se encuentra debajo. Los científicos esperan que la tecnología haga que el ultrasonido sea conveniente para el monitoreo a largo plazo, tal vez incluso en casa en lugar de en el consultorio de un médico.

Debido a que el equipo de ultrasonido es tan grande y requiere una visita al consultorio, dice Zhao, sus capacidades de imagen son a menudo «a corto plazo, durante unos segundos», lo que limita la capacidad de ver cómo cambia el órgano con el tiempo. Por ejemplo, los médicos pueden querer saber cómo cambian los pulmones de un paciente después de tomar medicamentos o hacer ejercicio, lo cual es difícil de lograr durante una visita al consultorio. Para abordar estos problemas, los científicos diseñaron un parche, de aproximadamente una pulgada cuadrada de tamaño y unos pocos milímetros de grosor, que puede colocarse prácticamente en cualquier parte del cuerpo y usarse durante unos días. «Parece un sello postal», dice Zhao.

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Separe el dispositivo de ultrasonido bioadhesivo de la piel.

Foto: Xuanhe Zhao

El parche tiene varias capas, como una oblea de caramelo, con dos componentes principales: una sonda de ultrasonido que se apila sobre el acoplamiento, un material que ayuda a facilitar la transmisión de ondas sonoras desde la sonda al cuerpo. Los científicos diseñaron la sonda para que fuera delgada y rígida, utilizando una matriz bidimensional de elementos piezoeléctricos (o transductores) atrapados entre dos circuitos. Estos elementos pueden «convertir la energía eléctrica en vibraciones mecánicas», dice Chonghe Wang, uno de los coautores del estudio. Estas vibraciones se transmiten al cuerpo en forma de ondas y se reflejan en un sistema de imágenes externo para traducirlas en una imagen. Estas vibraciones son «completamente no invasivas. Un ser humano no puede sentirlas en absoluto», agrega Wang.

Para crear la sonda de ultrasonido, los científicos utilizaron impresión 3D, microformado láser y litografía óptica, en la que se utiliza luz para crear un patrón en un material fotosensible. Luego, la sonda se recubre con una capa de epoxi, que ayuda a protegerla del daño causado por el agua, como la transpiración. Debido a que estas tecnologías tienen un rendimiento tan alto, dicen los científicos, se puede fabricar un dispositivo en aproximadamente dos minutos.

La capa similar a un gel del cuerno ayuda a que esas ondas de ultrasonido viajen al cuerpo. Tiene una capa de hidrogel protegida por una capa de poliuretano para retener el agua. Todo esto está cubierto con una fina mezcla de polímeros que actúa como una sustancia fuerte similar al cuero para ayudar a que todo se adhiera. Los científicos han descubierto que el parche se puede adherir a la piel durante al menos 48 horas, se puede quitar sin dejar residuos y puede resistir el agua.

El equipo del MIT se encuentra entre un pequeño grupo de laboratorios que han producido dispositivos de ultrasonido en miniatura similares en los últimos años. laboratorios en Universidad de California San Diego y el Universidad de Toronto Trabajan en proyectos relacionados: Wang produjo un modelo de corrección anterior en la Universidad de California. Pero estos a menudo estaban limitados en sus capacidades pictóricas o eran más grandes que el tamaño de un sello postal.

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