Iholle liimattava anturi mittaa kehoa ultraäänillä – keksintö korvaa isoja laitteita ja lupailee anturimuotia

Huippuyliopiston laite voisi joskus seurata jatkuvasti vauvan tilaa kohdussa. Tai sitä, onko kasvain suurentunut. Urheilija saisi kännykkäänsä tietoa lihasten rasituksesta.

Postimerkin kokoinen ”laastari” lähettää ultraääniä kehoon ja ottaa niitä vastaan. Se nappaa kuvan elimestä tai vaikka verisuonista. Laite on kehitetty Massachusetts Institute of Technologyssa (MIT),

11.8. 2:00 | Päivitetty 11.8. 2:01

Ultraäänellä kuvantaminen vaati yleensä erikoislaitteita, jotka vievät myös paljon tilaa. Yleensä laitteita on vain sairaaloissa tai lääkärin vastaanotoilla.

Nyt Yhdysvalloissa MIT-yliopisto on pakattua ultraääniä mittavan laitteen suunnilleen laastarin kokoon.

Se liimataan ihoon sen kohdan lähelle, josta halutaan saada ultraäänillä kuva.

Tutkijat vertaavatkin laitetta laastariin, joka liimataan iholle. Ultraääniä lähettävä ja vastaanottavan tarran koko on kaksi neliösenttimetriä.

Se on noin kolme millimetriä paksu. Patteri antaa virtaa kaksikin vuorokautta.

Laitetta on koekäytetty iholla eri kohdissa. Kokeissa saatiin tarkkoja kuvia jopa henkilön verisuonista ja myös elimistä, jotka ovat kehossa syvällä, kertoo MIT-yliopiston julkaisu.

Ultraäänikuvaus antaa lääkärille tarkkaa kuvaa ja tietoa potilaan sisäelimistä. Elimistä kimmonneet signaalit muunnetaan kuviksi.

Tekniikassa ohjataan ääniaaltoja kehoon. Aallot heijastuvat takaisin kehon muotojen mukaan ja ne mitataan. Koettimeen tulevat kaikusignaalit muunnetaan visuaalisiksi kuviksi.

Monelle maallikolle tekniikka on tuttu sikiötutkimuksista. Ultraäänien avulla voi seurata sikiön liikkeitä ja tilaa kohdussa.

MIT-yliopiston laitteen ansio on siinä, että vaikka anturi on pieni ja kevyt, sen kuva on tarkka. Yksi syy on se, että anturi saadaan tiukasti ihoon kiinni geelin ja liiman avulla.

Potilaan iholle laitettiin kokeissa ensin geeliä. Anturi painetaan sitten geeliä vasten. Pitoa saatiin siten, että joustava liimakerros yhdistettiin jäykkiin antureihin.

Kokeissa tarra pysyi ihossa kiinni, vaikka koehenkilöt lenkkeilivät tai pyöräilivät. He kokeilivat sitä kaulassaan, rinnassaan, vatsassaan ja käsivarsissaan.

Tutkijat näkivät, kuinka vapaaehtoisten vatsa turposi, kun he joivat mehua. Tutkijat seurasivat myös sydämen sykettä harjoitusten aikana.

Laitteen liimakerros on valmistettu kahdesta ohuesta kumimaisesta elastomeerien kerroksesta. Ne kapseloivat keskikerroksen kiinteää hydrogeeliä, joka on enimmäkseen vesipohjaista.

Alempi elastomeerien kerros on suunniteltu tarttumaan ihoon. Ylempi kerros tarttuu jäykkään joukkoon antureita.

Toisin kuin perinteiset ultraäänigeelit, MIT-tiimin hydrogeeli on myös joustavampi.

Aiemmat pienet anturit tuottivat epätarkkoja kuvia. Anturi liikkui helposti, kun henkilö vaihtoi asentoaan. Se vääristi ääniaalloista saatua kuvaa.

"Elastomeeri estää vesimäisen geelin kuivumista", sanoo MIT:n tohtoriopiskelija Xiaoyu Chen yliopiston verkkosivulla.

”Kun hydrogeeli pysyy kosteana, saadaan antureihin tarkkaa kuvaa sisäelimistä.”

Nestemäinen ultraäänigeeli kuitenkin kuivuu ajan myötä ja lopulta se keskeyttää jatkuvan kuvantamisen.

MIT:n ryhmä puuhaa nyt laitteesta langatonta versiota. Samalla kehitetään tekoälyn avulla algoritmeja, jotka tulkitsevat kuvaa yhä paremmin.

Tarran avulla voisi silloin esimerkiksi seurata jatkuvasti vauvan tilaa kohdussa, tai sitä, onko kasvain pahentunut. Tai se voisi vaikkapa kertoa urheilijalle lihasten rasituksesta.

"Nämä laastarit eri puolilla kehoa voisivat sitten viestiä dataa esimerkiksi omalle matkapuhelimelle”, visioi yksi kehittäjistä, professori Xuanhe Zhao. Hän on MIT: n konetekniikan sekä rakennus- ja ympäristötekniikan professori.

Laastarit voisivat tulla osaksi muotia. Ehkä aletaan valmistaa vaatteita, jotka seuraavat kehon tilaa, sanoo Zhao.

Ultraääniä mittavasta tarrasta kertoi tiedelehti Science.

Seuraa ja lue artikkeliin liittyviä aiheita

Osaston uusimmat

Luitko jo nämä?

Osaston luetuimmat