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Tragbare Ultraschall-Aufkleber

10. August 2022 - Parul Saini, Webmedy-Team


Forscher am MIT haben Ultraschallaufkleber entwickelt. Diese Ultraschallsticker in Briefmarkengröße können auf der Haut haften und bis zu 48 Stunden lang eine kontinuierliche Ultraschallbildgebung der inneren Organe ermöglichen.

Bevor wir auf Details dieses Ultraschall-Stickers eingehen, lassen Sie uns zunächst einen Blick darauf werfen, wie die Ultraschallbildgebung, auch Sonographie genannt, derzeit funktioniert.

Was ist Ultraschall?

Ultraschall setzt sich aus Schallwellen zusammen, deren Frequenzen deutlich über dem Bereich des menschlichen Gehörs liegen (>20.000 Hz).

Ultraschallbilder, auch Sonogramme genannt, werden erstellt, indem mit einer Sonde Ultraschallimpulse in das Gewebe gesendet werden. Die Ultraschallimpulse werden von Geweben mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften zurückgeworfen und zur Sonde zurückgeleitet, die sie aufzeichnet und als Bild anzeigt.

Wie wird Ultraschall heute eingesetzt?

Um mit Ultraschall abzubilden, trägt ein Techniker zuerst ein flüssiges Gel auf die Haut eines Patienten auf, das so wirkt, dass es Ultraschallwellen überträgt. Eine Sonde oder ein Wandler wird dann gegen das Gel gedrückt und sendet Ultraschallwellenimpulse in den Körper. Die Ultraschallimpulse werden von Geweben mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften zurückgeworfen und zur Sonde zurückgeleitet, die sie aufzeichnet und als Bild anzeigt.

Für Patienten, die eine lange Bildgebung benötigen, bieten einige Krankenhäuser an Roboterarmen befestigte Sonden an, die einen Schallkopf ermüdungsfrei an Ort und Stelle halten können, aber das flüssige Ultraschallgel fließt weg und trocknet mit der Zeit aus, wodurch die Langzeitbildgebung unterbrochen wird.

Schauen wir uns nun an, wie Ultraschallaufkleber funktionieren, die von MIT-Forschern entwickelt wurden.

Design von MIT-Ultraschallaufklebern

  • Der Ultraschallaufkleber kombiniert eine dehnbare Klebeschicht mit einer starren Anordnung von Wandlern.
  • Die Klebeschicht besteht aus zwei dünnen Elastomerschichten, die eine mittlere Schicht aus festem Hydrogel einkapseln. Hydrogel ist ein meist auf Wasser basierendes Material, das Schallwellen leicht überträgt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ultraschallgelen ist das Hydrogel des MIT-Teams elastisch und dehnbar.
  • Die Elastomerschichten, die das Hydrogel einkapseln, verhindern die Austrocknung des Hydrogels.
  • Die untere Elastomerschicht haftet an der Haut, während die obere Schicht an einer starren Anordnung von Wandlern haftet.
  • Der Ultraschallsticker erzeugt Bilder mit höherer Auflösung über einen längeren Zeitraum von bis zu 48 Stunden.
  • Der gesamte Ultraschallaufkleber hat die Größe einer Briefmarke mit einer Flächengröße von 2 Quadratzentimetern und einer Dicke von 3 Millimetern.

Das aktuelle Design erfordert die Verbindung der Aufkleber mit Instrumenten, die die reflektierten Schallwellen in Bilder übersetzen. Das Team arbeitet jedoch derzeit daran, diese Geräte drahtlos mit einem Telefon oder Gadget zu betreiben, wo KI-Algorithmen die Bilder analysieren und Ergebnisse anzeigen würden.

Dies bietet nicht nur eine kleinere, kompaktere Methode zur Ultraschallbildgebung, sondern wenn diese Aufkleber verpackt und an entfernte Orte verschickt werden könnten, könnte ein Arzt eine Ultraschalluntersuchung eines Patienten aus Tausenden von Kilometern Entfernung durchführen. Dies würde die Diagnose von Organgesundheit, Krankheit oder Schwangerschaft in der Welt der Patientenfernüberwachung (RPM) viel leichter zugänglich machen.

Diese Entwicklung könnte Ultraschall zu einem Neuzugang in der Welt der tragbaren Technologie machen. Menschen könnten tragbare Ultraschallaufkleber in Apotheken kaufen, genau wie Pflaster.

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