把B超探头做成贴纸！MIT超声贴纸可持续48小时成像内部器官，研究登上Science

大数据文摘出品

作者：Caleb

超声成像可以说是人类医学史上最伟大的发明之一了。

这种技术能够在无创的前提下实现对人体内部器官的变化的监测，目前超声成像还仅限于医院里使用专业设备来实现。

有没有一种更简便的方法，比如把所有功能集中在一张小小的“贴片”上？

最近，MIT联合多家公司的研究人员就开发出了这么一种贴片，只有一张邮票大小，宽约2厘米，厚约3毫米。这种贴片还具有很强的粘性，一旦贴在皮肤上，剧烈运动也不会剥落，对诊断成像不会造成任何影响。

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有了这种贴片，超声成像不仅变得更加容易，诊断时间也将更长。

目前该研究已经以论文的形式发表在了Science上。

论文链接：

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

48小时贴片监测，还有人体新发现

在传统的超声成像中，技术人员需要先在病人皮肤上涂抹液体凝胶，将探头压在凝胶上，以此将声波送入体内并回荡到器官，随后信号会被转换成图像传回探头。

正如我们在电视剧或者现实中看到的那样，这些超声成像设备往往十分笨重。除此之外，探头还必须与病人保持长时间的接触，对于一些需要更长诊断时间的病人来说，凝胶会慢慢变干，从而影像诊断结果。

MIT的研究人员开发的这种贴片装置，粘合层由弹性粘合层和刚性传感器阵列的组合组成，其由上下两层薄薄的弹性体组成，固体水凝胶被包裹在其中；下层弹性体被设计用来粘附在皮肤上，上层则被设计用来粘附在刚性的传感器阵列上。

这种贴片可以贴在人体包括颈部、胸部、腹部和手臂等各个部位的皮肤上，提供长达48小时的器官连续超声成像。

在实验中，15名参与者被要求将该设备贴在身体的不同部位，研究人员借由此观察生成的图像。

结果显示了各种器官的清晰图像，包括血管、肌肉、心脏、消化道、膈肌和肺部。在连续监测的48小时内，参与者还进行了各种身体活动，比如慢跑和骑自行车，而超声成像并没有出现任何问题。

通过在移动状态下监测人体，研究人员还获得了很多新发现。比如，坐着和站着时主要血管直径的变化，运动时心脏如何变化，喝果汁时胃如何膨胀，以及运动造成的肌肉损伤等等。

复旦大学附属中山医院超声科主任徐辉雄教授表示：“微型化、远程化、智能化和精准化是超声未来的发展趋势。新的生物凝胶超声贴片借助了材料科技的发展，提出了一种新的超声应用的可能性，有望在急救、战场、重症、运动等场景下进行人体血流的监测，也可以对心血管风险事件作出提前预警，代表了可穿戴设备和医学成像方面基础研究的突破。”

研究人员表示，未来他们的目标是无线操作。如果这项技术能够实现，患者就可以将设备连接到家中，通过接收声波数据的智能手机将生成图像。未来的设想是机器学习模型诊断，可以常规用于监测子宫内的肿瘤进展和胎儿发育。

MIT赵选贺带队，以解决健康和可持续发展的挑战为目标

除了这项研究本身外，文摘菌发现，这篇论文的作者们也是来头不小。

一作王冲和目前是麻省理工学院机械工程系的研究生研究员，开创了可监测人体深层组织生命体征的可穿戴超声技术的工程方向。他还曾被评为 “2019 Baxter Young Investigator”，以表彰他在开发世界上第一个可穿戴式中央血压监测器方面的贡献，该监测器有可能拯救ICU病人的生命。

王冲和主要着眼于开发软性材料与生物学的衔接方面。具体来说，他目前专注于工程软质生物和电子材料/设备，以开发医疗/研究工具来了解生物过程，寻求解决临床问题的机会。

另一个主要作者Xiaoyu Chen目前担任博士后助理。

王冲和与Xiaoyu Chen皆师从麻省理工学院机械工程学院副教授赵选贺。

赵选贺实验室主要以力学、材料和生物技术方面的综合专长，推动人与机器之间界面的科学和技术发展，以解决健康和可持续发展方面的社会挑战。最近他们的研究方向是软材料和系统的研究和开发。

实验室链接：

http://zhao.mit.edu/

2003年，赵选贺获得天津大学电子工程学位。三年后，他在不列颠哥伦比亚大学获得了材料工程的硕士学位。在哈佛大学获得机械工程博士学位后，赵选贺选择攻读生物医学工程的博士后。正如他本人所说，“我在许多不同的学科上形成了一个循环”。

2016年6月27日，赵选贺在“自然通信”杂志发表了防止水凝胶脱水的技术，该成果可望为合成皮肤铺路，甚至为机器人提供具有生物功能的柔软弹性皮肤。

今年3月，赵选贺教授课题组以题为Engineered Living Hydrogels在Advanced Materials杂志上发表了综述文章，讨论了水凝胶基质和工程化活细胞之间的相互作用，重点讨论了水凝胶如何影响细胞行为以及细胞如何影响水凝胶性质，以及工程化活性水凝胶与其环境之间的相互作用，以及这些相互作用如何实现多功能的应用。

医学也正在变得高科技起来

如今，随着技术的发展，医学领域也“喝到了汤”。

比如就在上周，为了给双胞胎进行分离手术，医疗团队花了几个月的时间，使用基于CT和MRI扫描的双胞胎虚拟现实投影来对手术进行了一系列模拟，通过虚拟现实设备，不同国家的外科医生第一次戴着头显，在同一个“虚拟现实室”中一起手术。

对于手术的VR技术能力，外科医生Noor ul Owase Jeelani表示，这真是太棒了，能在孩子们真正处于危险之前看到解剖结构，并对手术进行模拟，可以想象这对外科医生来说是多么难得。

同时在国内，上海瑞金国家转化医学中心的目标便是打破基础医学、药物研究、临床医学之间的屏障，加强研究与应用之间的结合。

在英特尔® 傲腾™ 持久内存和基于它打造的DAOS的加持下，这种新型存储方案打破了转化医学的存储墙，让瑞金的研究人员能够在2020年新冠病毒爆发初期就仅用45天实现了对新冠病毒的基因组测序和组装，还成功利用定制化超算平台研发了服务全国五百多家医院的《中国成人白血病诊疗登记管理系统》。

相信随着不同的技术逐渐发展，医学领域各个分支都能得到不同程度的促进，而人类的健康问题也慢慢会得到解答。

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