Kỹ sư MIT đã tạo ra thành công miếng dán có thể nhìn thấy bên trong cơ thể

Các bác sĩ có thể nhìn thấy trực tiếp hình ảnh nội tạng của bệnh nhân bằng cách sử dụng dựng hình siêu âm, một phương pháp an toàn và không cần phẫu thuật để quan sát bên trong cơ thể. Các kỹ thuật viên sử dụng các ống kèm theo máy dò siêu âm để chụp ảnh để tìm hướng sóng âm thanh vào bên trong cơ thể. Tim, phổi và các cơ quan khác bên trong cơ thể bệnh nhân sẽ được chụp ảnh với độ phân giải cao bằng cách sử dụng sóng này, sóng này sẽ bị đẩy ngược ra ngoài.

Hiện tại, chỉ có các bệnh viện và phòng khám của bác sĩ mới có đủ thiết bị chuyên dụng cần thiết để xây dựng siêu âm. Công nghệ này có thể được sử dụng như một loại gel do thiết kế mới của các kỹ sư MIT tạo ra và bất kỳ ai cũng có thể sử dụng nó bằng cách mua một miếng dán vết thương tại nhà thuốc.

"Một số miếng dán có thể được áp dụng cho các bộ phận cơ thể khác nhau và giao tiếp với điện thoại của bạn, kích hoạt các thuật toán AI để phân tích hình ảnh theo yêu cầu.Xuanhe Zhao, giáo sư tại MIT về chế tạo cơ khí và môi trường dân dụng, là tác giả của nghiên cứu, theo như sau.Chúng tôi nghĩ rằng bằng cách sử dụng một số miếng dán trên cơ thể, bạn có thể thấy được nội tạng của mình và khám phá một thời kỳ mới của tạo hình bằng wearable.

Vấn đề còn tồn tại

Gel long, một loại gel dùng để tạo hình bằng siêu âm, trước tiên phải được kỹ thuật viên phết lên da bệnh nhân để tạo ảo giác. Bộ cảm biến, còn được gọi là que dò, được áp dụng lên vùng gel và gửi sóng âm vào bên trong cơ thể. Tín hiệu được phân tích và chuyển đổi thành các hình ảnh rõ ràng khi sóng âm đập vào các cấu trúc nội tạng và dội ngược lại que dò.

Đối với những bệnh nhân cần chụp ảnh nội tạng trong thời gian dài, một số bệnh viện cung cấp giải pháp cố định que dò vào một cánh tay robot để giữ bộ cảm biến ở đúng vị trí mà không cần phải lo mỏi tay; tuy nhiên, gel siêu âm lỏng có thể trôi mất và khô dần đi, làm gián đoạn quá trình chụp.

Các nhà khoa học đã tiến hành điều tra trong vài năm qua để tìm hiểu nhiều giải pháp nhằm tăng cường que dò siêu âm, mang đến khả năng xây dựng hình ảnh nội tạng giá rẻ hơn, dễ dàng và tiện lợi hơn. Tuy nhiên, thiết kế này chỉ yêu cầu một dãy cảm biến siêu âm siêu nhỏ hoạt động, cho phép thiết bị kéo giãn và phù hợp với cơ thể của bệnh nhân.

Tuy nhiên, những thiết kế đó chỉ cho ra hình ảnh có độ phân giải thấp do khả năng kéo giãn của chúng: trong quá trình di chuyển với cơ thể, các cảm biến bị lệch khỏi vị trí ban đầu, làm thay đổi hình ảnh chụp được.

"Trong chẩn đoán y tế sắp tới, công cụ dựng hình siêu âm wearable sẽ có tiềm năng rất lớn. Tuy nhiên, loại miếng dán siêu âm hiện có có có độ phân giải và độ dài quy trình chụp tương đối thấp và không thể tạo hình các cơ quan bị chôn vùi sâu bên dưới được.Chonghe Wang, một sinh viên tốt nghiệp MIT, cho biết.

Hướng tiếp cận mới

Bằng cách sử dụng keo dính linh hoạt và một dãy cảm biến cứng, miếng dán siêu âm mới của nhóm MIT mang lại độ phân giải cao hơn trong thời gian dài hơn.Bằng cách sử dụng sự kết hợp này, thiết bị có thể thích nghi với da bệnh nhân trong khi vẫn duy trì được vị trí của chúng, mang lại hình ảnh rõ ràng hơn và chính xác hơn ". Wang nói.

Lớp keo dính của thiết bị được tạo thành từ hai lớp chất đàn hồi mỏng, kẹp giữa là một lớp hydrogel rắn, chủ yếu được làm chủ yếu bằng nước và có thể dễ dàng truyền tải sóng âm. Hydrogel của nhóm MIT có thể thay đổi kích cỡ linh hoạt và độ dẻo so với các loại gel siêu âm thông thường, không giống như các loại gel siêu âm truyền thống.

"Lớp đàn hồi ngăn hydrogel mất nước - theo Chen. "Sóng âm chỉ có thể xâm nhập vào cơ thể một cách hiệu quả và tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao về các cơ quan nội tạng khi hydrogel có nồng độ nước cao.

Lớp keo ở trên cùng được thiết kế để dính vào một dãy cảm biến cứng cũng do nhóm thiết kế và chế tạo, trong khi lớp đàn hồi ở dưới được thiết kế để dính vào da. Một con tem bưu chính tạo nên một miếng dán siêu âm có diện tích chỉ 2 cm vuông và dày 3 mm.

Nhiều tình nguyện viên mạnh đã được thử nghiệm với các miếng dán siêu âm và dán chúng lên nhiều vùng khác nhau trên cơ thể, chẳng hạn như cổ, ngực, bụng và cánh tay. Trong suốt 48 giờ, những miếng dán này được áp dụng cho da của họ và cung cấp hình ảnh rõ nét về các cấu trúc bên dưới. Các tình nguyện viên thực hiện nhiều hoạt động khác nhau trong phòng thí nghiệm trong suốt thời gian đó, bao gồm đứng lên, ngồi xuống, đi bộ, đạp xe và nâng hạ các vật nặng khác.

Nhóm nghiên cứu có thể thấy sự thay đổi đường kính nhiều mạch máu chính khi người tham gia ngồi và đứng bằng cách sử dụng hình ảnh thu được. Những miếng dán này chụp được nhiều thông tin hơn về các cơ quan quan trọng hơn, chẳng hạn như sự thay đổi hình dạng của quả tim khi nó đập nhanh giữa các bài tập thể dục. Các nhà khoa học cũng quan sát thấy dạ dày của tình nguyện viên phồng lên rồi xẹp xuống khi họ uống nước và đi tiểu. Ngoài ra, một số tình nguyên viên có thể thấy sự thay đổi trong bó cơ khi họ nhấc vật nặng, báo hiệu những hậu quả tiêu cực tiềm ẩn mà họ gặp phải.

"Với sự trợ giúp của kỹ thuật chụp ảnh này, chúng tôi có thể chụp được những cảnh trong quá trình tập luyện trước khi người sử dụng miếng dán tập quá đà và ngăn họ tập luyện trở lại trước khi cơ bắp bị căng thẳng. Chen nói. "Mặc dù vẫn chưa biết chính xác khoảnh khắc đó là khi nào, nhưng chúng tôi đã có thể cung cấp dữ liệu hình ảnh để các chuyên gia có thể hiểu được khi nhìn vào chúng.

Đối với miếng dán, nhóm đang tìm kiếm khả năng vận hành không dây. Để diễn giải và chẩn đoán tốt hơn ảnh thu được từ miếng dán, họ đang tìm hiểu về các thuật toán phần mềm dựa trên AI. Zhao mong muốn những miếng dán siêu âm này có thể được giao cho bệnh nhân và người tiêu dùng nói chung, và không chỉ được sử dụng để giám sát nhiều cơ quan nội tạng, mà còn để theo dõi sự xuất hiện của các khối u và sự phát triển của bào thai trong bụng mẹ.

"Chúng tôi hình dung sẽ bán những hộp miếng dán, mỗi hộp được sản xuất để chụp ảnh ở một vị trí khác nhau trên cơ thể. Zhao nói. "Chúng tôi nghĩ rằng đây là một bước đột phá trong chụp ảnh y khoa và wearable.

Tham khảo: MIT

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống