Onderzoekers creëren zelfklevend ultrasoon apparaat

Door Maya Ordoñez

1 aug. 2022 -- Het krijgen van een echo kan binnenkort net zo gemakkelijk worden als het plakken van een pleister, dankzij recente innovaties van een team van het Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Onderzoekers hebben een nieuw bioadhesief echo-apparaat of "echosticker" ontwikkeld dat 48 uur lang echo-beelden van organen, spieren en weefsels kan leveren. Uiteindelijk kan de sticker thuis worden gebruikt, wat iedereen ten goede komt, maar vooral waardevol is voor de zorg voor zwangere vrouwen en sporters.

Conventionele echotechnologie is alleen beschikbaar in ziekenhuizen en vereist grote, logge apparatuur die beelden oplevert van één korte sessie. Nu zou dezelfde technologie beschikbaar kunnen zijn als een kleine, draagbare pleister.

"Het zal een doorbraak betekenen op het gebied van medische beeldvorming, met name echografie, en op het gebied van draagbare apparaten," zegt Xuanhe Zhao, PhD, die deel uitmaakt van het team van MIT en senior auteur is van het recente Science-paper over het apparaat.

Een kijkje binnenin

Om met traditioneel ultrageluid beelden te maken, wordt eerst een gel op de huid aangebracht om te helpen ultrageluidsgolven door te geven. Deze golven worden geproduceerd door een stokachtige sonde die in het gewenste gebied wordt gedrukt. De golven weerkaatsen tegen de interne organen van het lichaam en worden teruggekaatst en opgepikt door de sonde, waardoor een beeld ontstaat.

In plaats van gel en een stokje vonden Zhao en zijn team een dunne patch-sonde uit die gekoppeld wordt aan een Jell-O-achtige "couplant" die de overdracht van ultrasone golven vergemakkelijkt. De sticker is 2 centimeter in het vierkant en 2 tot 3 millimeter dik - ongeveer de grootte en dikte van een nikkel. De pleister maakt beeldvorming mogelijk zowel dicht bij het oppervlak als tot 20 centimeter diep.

Op u geplakt

De sticker werd getest op 15 proefpersonen in verschillende delen van het lichaam - waaronder de arm, de nek en de borst - waarbij slechts enkele van de potentiële voordelen naar voren kwamen. De deelnemers werden 48 uur lang gevolgd bij alledaagse activiteiten zoals wandelen, joggen en fietsen.

Wanneer de ultrasone sticker bijvoorbeeld op de arm werd aangebracht, kon hij de biceps gedurende 48 uur continu in beeld brengen. Hij was gevoelig genoeg voor Zhao om de microschade in deze spieren te volgen tijdens en na een gewichthefsessie van 1 uur.

"In de toekomst, mogelijk gekoppeld aan een beeldverwerkingsalgoritme, zal de ultrasone sticker je waarschuwen wanneer de oefening voldoende is," zegt Zhao, wat blessures kan voorkomen of kan helpen bij de revalidatie.

Wanneer de sticker in de nek werd geplaatst, kon hij de bloeddruk meten. Bloeddruk gemeten met een manchet is moeilijk draagbaar, betrouwbaar en langdurig te maken, zegt Zhao. Dit apparaat zou continu de diameter van de halsslagader kunnen controleren en patiënten en artsen waarschuwen voor een verhoogde bloeddruk.

Bij plaatsing op de borstkas brengt de zieker het hart in beeld, wat nieuwe mogelijkheden biedt voor de behandeling van mensen met hartproblemen. De echografie kan rechtstreeks op de borstkas worden aangebracht en beelden of video naar clinici sturen, aldus Zhao.

Een andere functie - die niet werd getest in de studie maar potentieel heeft, volgens Zhao - is de mogelijkheid om foetussen te controleren. Over het algemeen krijgen vrouwen twee tot drie echo's tijdens de zwangerschap. Met de echosticker zouden een moeder en haar arts de foetus zo vaak kunnen zien als nodig is om een goede gezondheid te waarborgen.

Volgende stappen

Momenteel is de sticker via draden verbonden met een databox. Zhao en zijn team werken aan een tweede generatie sticker die draadloos is en verbinding kan maken met de smartphone van de gebruiker. Hij schat 2 tot 5 jaar om het geïntegreerde systeem draadloos te maken en FDA-goedkeuring te krijgen voor medisch gebruik in de Verenigde Staten.

Dit zijn de eerste stappen in wat hij hoopt dat een grote stap voorwaarts zal zijn in draagbare technologie, met als uiteindelijk doel "een betere gezondheid voor de hele wereld", zegt hij.