Unos científicos diseñan un parche cutáneo que toma imágenes de ultrasonido

VIERNES, 29 de julio de 2022 (HealthDay News) -- El futuro de las imágenes de ultrasonido podría ser un parche que se fija a la piel y que puede transmitir imágenes de forma continua durante 48 horas.

Unos investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) crearon un dispositivo, del tamaño de un sello, que crea imágenes de alta resolución en vivo. Reportaron sus progresos esta semana.

Unos científicos diseñan un parche cutáneo que toma imágenes de ultrasonido

"Creemos que hemos inaugurado una nueva época de imágenes portátiles: con algunos parches el en cuerpo, se pueden ver los órganos internos", aseguró el autor cosénior del estudio, Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica e ingeniería civil y ambiental del MIT.

El parche, que tiene una longitud de alrededor de 3/4 de pulgada (casi 2 centímetros) y un grosor de más o menos 1/10 de pulgada (0.25 centímetros), podría ser un sustituto del equipo especializado de ultrasonido, que es voluminoso y solo está disponible en los hospitales y consultorios médicos, donde los técnicos aplican gel al a piel y entonces usan un transductor para dirigir las ondas de sonido al cuerpo.

Las ondas devuelven unas imágenes de alta resolución de los vasos sanguíneos mayores y los órganos más profundos, por ejemplo el corazón, los pulmones y el estómago. Aunque algunos hospitales ya cuentan con sondas fijadas a brazos robóticos que pueden proveer imágenes durante un periodo largo, el gel del ultrasonido se seca con el tiempo.

Por ahora, los parches todavía tendrían que conectarse a instrumentos, pero Zhao y otros investigadores están trabajando en una forma de que funcionen de manera inalámbrica.

Esto plantea la posibilidad de que los pacientes los usen en casa o los compren en la farmacia. Incluso con su diseño actual, podrían eliminar la necesidad de que un técnico mantenga una sonda en su lugar durante un largo tiempo.

En el estudio, los parches se pegaron a la piel, lo que permitió a los investigadores capturar imágenes aunque los voluntarios pasaran de estar sentados a estar de pie, trotaran o usaran una bicicleta.

"Nos imaginamos algunos parches pegados en distintas partes del cuerpo, y los parches se comunicarían con el teléfono celular, donde unos algoritmos de IA analizarían las imágenes a demanda", explicó Zhao en un comunicado de prensa del MIT.

Un método distinto que se evaluó, unas sondas de ultrasonido elásticas, arrojaron imágenes de baja resolución.

"[Una] herramienta portátil de ultrasonido tendría un inmenso potencial en el futuro del diagnóstico clínico. Pero la resolución y la duración de la imagen de los parches de ultrasonido existentes son relativamente bajas, y no pueden captar imágenes de los órganos profundos", comentó el autor colíder del estudio, Chonghe Wang, un estudiante de postgrado que trabaja en el laboratorio de Zhao.

El nuevo parche de ultrasonido del equipo del MIT produce unas imágenes con una resolución más alta al acoplar una capa elástica adhesiva con una matriz rígida de transductores (que convierten la energía de una forma a otra). En el medio se encuentra un hidrogel sólido que transmite las ondas de sonido. La capa adhesiva está hecha de dos capas delgadas de elastómero.

"El elastómero evita que el hidrogel se deshidrate", explicó el autor colíder, Xiaoyu Chen. "Las ondas acústicas pueden penetrar de forma efectiva y ofrecer imágenes de alta resolución de los órganos internos solo cuando el hidrogel está muy hidratado".

Unos voluntarios sanos utilizaron los parches en varias áreas, como el cuello, el pecho, el abdomen y los brazos. Los parches produjeron imágenes claras de las estructuras subyacentes, lo que incluye el diámetro cambiante de los vasos sanguíneos mayores, durante hasta 48 horas. Se mantuvieron pegados mientras los voluntarios estaban sentados, de pie, trotaban, iban en bicicleta y levantaban pesas.

Mostraban cómo cambia la forma del corazón cuando se esfuerza durante el ejercicio, y cómo el estómago se hincha y entonces se encoge mientras los voluntarios bebían y luego eliminaban jugo. Los investigadores también pudieron detectar señales de microdaños temporales en los músculos cuando los voluntarios levantaban pesas.

"Con las imágenes, quizá podamos capturar el momento en una sesión de ejercicio antes de que haya abuso, y parar antes de que los músculos duelan", dijo Chen. "Todavía no sabemos cuándo puede ocurrir este momento, pero ahora podemos proveer datos de imágenes que los expertos pueden interpretar".

Además de trabajar en tecnología inalámbrica para los parches, el equipo está desarrollando algoritmos de software basados en la inteligencia artificial (IA) que puedan interpretar mejor las imágenes de ultrasonido.

Zhao piensa que, algún día, los pacientes quizá puedan comprar los parches, que se podrían usar para monitorizar los órganos internos, la progresión de tumores y el desarrollo de los fetos en el útero.

"Imaginamos que podríamos tener una caja de parches, cada uno diseñado para tomar imágenes en una parte distinta del cuerpo", añadió Zhao. "Creemos que esto representa un avance en los dispositivos portátiles y las imágenes médicas".

Los hallazgos se publicaron en la edición del 28 de julio de la revista Science.

Más información

El Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería ofrece más información sobre el ultrasonido.

Artículo por HealthDay, traducido por HolaDoctor.com


FUENTE: Massachusetts Institute of Technology, news release, July 28, 2022

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