Un gigantesco passo avanti negli ultrasuoni wireless m

Gli ingegneri dell'UC San Diego sviluppano un sistema completamente integrato per il monitoraggio dei tessuti profondi

Università della California-San Diego

immagine: un sistema a ultrasuoni indossabile montato sul torace per misurare l'attività cardiaca.vedere di più

Credito: Muyang Lin

Un team di ingegneri dell’Università della California a San Diego ha sviluppato il primo sistema a ultrasuoni indossabile completamente integrato per il monitoraggio dei tessuti profondi, anche per soggetti in movimento. Facilita il monitoraggio cardiovascolare potenzialmente salvavita e segna un importante passo avanti per uno dei laboratori di ultrasuoni indossabili leader a livello mondiale. L’articolo, “Un sistema a ultrasuoni indossabile completamente integrato per monitorare i tessuti profondi nei soggetti in movimento”, è pubblicato nel numero del 22 maggio 2023 di Nature Biotechnology.

“Questo progetto offre una soluzione completa alla tecnologia degli ultrasuoni indossabili, non solo al

sensore indossabile, ma anche l’elettronica di controllo è realizzata in fattori di forma indossabili”, ha affermato Muyang Lin, Ph.D. candidato al Dipartimento di Nanoingegneria dell'UC San Diego e primo autore dello studio. “Abbiamo realizzato un dispositivo veramente indossabile in grado di rilevare i segni vitali dei tessuti profondi in modalità wireless”.

La ricerca emerge dal laboratorio di Sheng Xu, professore di nanoingegneria presso la Jacobs School of Engineering della UC San Diego e autore corrispondente dello studio.

Questo sistema su patch a ultrasuoni indossabile autonomo e completamente integrato (USoP) si basa sul lavoro precedente del laboratorio nella progettazione di sensori a ultrasuoni morbidi. Tuttavia, i precedenti sensori a ultrasuoni morbidi richiedono tutti cavi di collegamento per la trasmissione di dati e potenza, il che limita in gran parte la mobilità dell'utente. In questo lavoro, include un circuito di controllo piccolo e flessibile che comunica con un array di trasduttori a ultrasuoni per raccogliere e trasmettere dati in modalità wireless. Un componente di apprendimento automatico aiuta a interpretare i dati e a tracciare i soggetti in movimento.

Secondo i risultati del laboratorio, il sistema ad ultrasuoni su patch consente il monitoraggio continuo dei segnali fisiologici da tessuti profondi fino a 164 mm, misurando continuamente la pressione sanguigna centrale, la frequenza cardiaca, la gittata cardiaca e altri segnali fisiologici fino a dodici ore alla volta. tempo.

“Questa tecnologia ha un grande potenziale per salvare e migliorare la vita”, ha affermato Lin. “Il sensore può valutare la funzione cardiovascolare in movimento. Valori anomali della pressione arteriosa e della gittata cardiaca, a riposo o durante l’esercizio, sono segni distintivi di insufficienza cardiaca. Per le popolazioni sane, il nostro dispositivo può misurare le risposte cardiovascolari all’esercizio in tempo reale e quindi fornire informazioni sull’effettiva intensità di allenamento esercitata da ciascuna persona, che può guidare la formulazione di piani di allenamento personalizzati”.

L'USoP rappresenta anche una svolta nello sviluppo dell'Internet of Medical Things (IoMT), un termine per una rete di dispositivi medici connessi a Internet, che trasmettono in modalità wireless segnali fisiologici nel cloud per l'elaborazione, l'analisi e la diagnosi professionale.

Grazie ai progressi tecnologici e al duro lavoro dei medici negli ultimi decenni, gli ultrasuoni hanno ricevuto una continua ondata di interesse e il laboratorio Xu è spesso menzionato fin dal primo respiro come leader precoce e duraturo nel campo, in particolare negli ultrasuoni indossabili. . Il laboratorio ha preso dispositivi fissi e portatili e li ha resi flessibili e indossabili, determinando una trasformazione nel panorama del monitoraggio sanitario. La sua forza risiede in parte nella stretta collaborazione con i medici. "Sebbene siamo ingegneri, conosciamo i problemi medici che i medici devono affrontare", ha detto Lin. “Abbiamo uno stretto rapporto con i nostri collaboratori clinici e riceviamo sempre preziosi feedback da loro. Questa nuova tecnologia ad ultrasuoni indossabile è una soluzione unica per affrontare molte sfide legate al monitoraggio dei segni vitali nella pratica clinica”.

Durante lo sviluppo della sua ultima innovazione, il team è stato sorpreso di scoprire che aveva più capacità di quanto inizialmente previsto.