Вчені з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго зробили важливий крок у діагностиці судинних захворювань, створивши ультразвуковий пластир, який дозволяє безперервно відстежувати кровотік у мозку. Цей інноваційний пристрій, який складається з масиву п’єзоелектричних перетворювачів, з’єднаних багатошаровими розтяжними електродами, забезпечує об’ємне картування основних артерій мозку і запис спектрів кровотоку.
Пристрій здатен проводити ультразвукову зйомку з частотою 3000 зображень на секунду, розширюючи поле зору до 60 на 60 мм на глибині 50 мм. Це значно перевищує можливості традиційних методів моніторингу кровотоку, таких як транскраніальний доплер (TCD), які мають недоліки, включаючи жорсткість конструкції та необхідність ручного налаштування.
За словами одного з авторів дослідження Сая Чжоу, сучасне медичне обладнання не дозволяє відстежувати кровотік безперервно, що може призвести до пропуску важливих змін. Новий пластир вирішує ці проблеми, забезпечуючи зручне і тривале моніторування, яке надає необхідну інформацію для своєчасного втручання.
Ультразвуковий пластир розміром з поштову марку містить 16 на 16 перетворювачів з частотою 2 МГц, що мінімізує загасання і фазові спотворення під час проходження сигналу через череп. Для поліпшення сигналу і захисту від електромагнітних завад дослідники використовували мідну сітку і силіконовий еластомер.
Для перевірки ефективності пристрою вчені порівняли дані, отримані за допомогою пластиру, з даними від традиційного TCD. Дослідження показали, що результати вимірювань кровотоку в 10 артеріальних сегментах у 36 здорових добровольців практично не відрізнялися. Різниця в швидкостях кровотоку була мінімальною, що підтверджує високу точність нового пристрою.
Під час експериментів дослідники спостерігали за змінами кровотоку в учасників, які виконували різні фізичні та розумові завдання. Наприклад, під час виконання вправи на стиснення кулака швидкість кровотоку в середній мозковій артерії помітно збільшувалася, а потім поступово поверталася до вихідних значень після завершення вправи. Це демонструє, як пластир може відстежувати динамічні зміни кровотоку в реальному часі.
У майбутньому планується провести випробування пристрою на вагітних жінках і порівняти його ефективність з ручними ультразвуковими приладами. Також вчені мають намір інтегрувати в пластир бездротові модулі, щоб пацієнти могли носити його без прив’язки до кабелів.