超声波贴纸成像人体器官

用水基水凝胶制成的超声波贴片

贴在皮肤上的邮票大小的贴片可以提供内脏器官48小时的连续超声影像。这可以揭示一些细节，比如人体运动时的心脏形状变化，或者一个人吃饭或喝酒时的胃膨胀和收缩情况。相关论文7月28日发表于《科学》。

“欢迎来到‘可穿戴成像’时代。”美国麻省理工学院的赵宣和（音）说。

许多研究人员一直在努力开发由柔性材料制成的可穿戴超声设备。但他们发现，要制造出既能粘在皮肤上数小时，又能实现高分辨率超声成像的柔性设备是一项挑战。

赵宣和与同事将产生和检测超声波的刚性换能器组件与柔软的黏性贴片相结合，从而解决了这个问题。该贴片包括一层用于传输超声波的水基水凝胶，它被夹在两层弹性材料之间，以防止水凝胶脱水。

研究小组在15名志愿者的手臂、颈部、胸部和腰部分别贴上了超声波贴纸，这些志愿者在实验室里喝果汁、举重、慢跑或骑自行车。在这些活动中，贴纸上的超声波成像显示出他们肺部、膈膜、心脏、胃及大动脉和静脉的大小和形状变化。

在超声波贴纸用于医疗监测前，还有很多工作要做。目前，这些贴纸必须通过电线连接到一台计算机上，后者将超声波转换为图像并收集数据，这意味着它并不是一个便携系统。

尽管如此，“现在已经有一种手机大小的能够采集数据的即时超声设备”。这让赵宣和相信，计算组件可以微型化，并最终与超声波贴纸集成，成为一个真正便携的无线成像系统。

得克萨斯大学奥斯汀分校的卢南树（音）说，“这是一项真正具有开创性的研究，让超声波更接近患者。”

超声贴纸可以为医院提供更灵活的成像选项，以监测患者，而不需要技术人员持有超声探头。在技术人员短缺的情况下，它们可能很有用。“你不需要一个训练有素的超声医生，也不需要一台巨大的超声机器。”得克萨斯大学的Philip Tan说，“可以将其部署到资源非常少的社区。”

从长远来看，这种贴纸可以帮助监测家中新冠肺炎患者的肺部、监视管理心血管疾病患者、追踪不断增长的癌症肿瘤，甚至可以连续监测子宫内的胎儿。低功率超声波没有风险，但研究小组表示，他们将研究长时间暴露在超声波下的任何潜在副作用。（李木子）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.abo2542