Este parche de ultrasonido del tamaño de una estampilla puede obtener imágenes de los órganos internos

cuando un paciente van a una clínica para una ecografía del estómago, se acuestan sobre papel arrugado en una mesa de examen. Un médico unta su abdomen con grasa gruesa, luego empuja una pequeña sonda para enviar ondas de sonido al cuerpo del paciente. Estas ondas rebotan en sus tejidos blandos y fluidos corporales y regresan a la sonda para traducirse en una imagen 2D. A medida que la sonda se mueve sobre el estómago de la persona, aparece una imagen borrosa en blanco y negro en la pantalla para que el médico la lea.

Aunque la tecnología de ultrasonido es un elemento básico en muchos entornos médicos, a menudo es grande y voluminosa. Xuanhe Zhao, ingeniero mecánico del MIT, tiene como objetivo miniaturizar y simplificar todo, y hacerlo portátil. papel publicado hoy en CienciasZhao y su equipo describen el desarrollo de un pequeño parche de ultrasonido que, cuando se adhiere a la piel, puede proporcionar imágenes de alta resolución de lo que hay debajo. Los científicos esperan que la tecnología pueda hacer que el ultrasonido sea conveniente para el monitoreo a largo plazo, tal vez incluso en casa en lugar de en el consultorio del médico.

Debido a que el equipo de ultrasonido es tan grande y requiere una visita al consultorio, Zhao dice que sus capacidades de imagen son a menudo "a corto plazo, unos pocos segundos", lo que limita la capacidad de ver cómo cambia un órgano con el tiempo. Por ejemplo, los médicos pueden querer ver cómo los pulmones de un paciente cambian después de la medicación o el ejercicio, algo que es difícil de lograr en una sola visita al consultorio.Para abordar estos problemas, los científicos crearon un parche, de aproximadamente 1 pulgada cuadrada de tamaño y unos pocos milímetros de grosor, que se puede colocar prácticamente en cualquier parte del cuerpo. el cuerpo y usado durante varios días "Parece un sello postal", dice Zhao.

El parche tiene varias capas, como una oblea de caramelo, con dos componentes principales: una sonda de ultrasonido que se apila encima de un conector, un material que ayuda a facilitar la transmisión de ondas sonoras desde la sonda al cuerpo. sonda para ser delgada y rígida utilizando 2D una matriz de elementos piezoeléctricos (o transductores) atrapados entre dos circuitos. Chonghe Wang, uno de los coautores del estudio, dice que estos elementos pueden “convertir la energía eléctrica en vibraciones mecánicas.” Estas vibraciones viajan a través del cuerpo como ondas y se reflejan en un sistema de imágenes externo para traducirlas en una imagen. Estas vibraciones, agrega Wang, "son completamente no invasivas. Una persona no puede sentirlas en absoluto".

Para crear la sonda de ultrasonido, los científicos utilizaron impresión 3D, micromecanizado láser y fotolitografía, en la que se usa luz para crear un patrón en un material fotosensible. Luego, la sonda se recubre con una capa de epoxi, que ayuda a protegerla del daño causado por el agua. de sudor Debido a que estas técnicas son de alto rendimiento, los científicos dicen que se puede producir un dispositivo en aproximadamente dos minutos.

La capa conectiva gelatinosa ayuda a que estas ondas de ultrasonido pasen a través del cuerpo. Contiene una capa de hidrogel protegida por una capa de poliuretano para la retención de agua. Todo esto está cubierto con una mezcla delgada de polímeros que actúa como una sustancia fuerte similar a un pegamento para ayudar. Los científicos descubrieron que el parche se puede adherir a la piel durante al menos 48 horas, se puede quitar sin dejar residuos y puede resistir el agua. .

El equipo del MIT se encuentra entre un pequeño grupo de laboratorios que han producido dispositivos de ultrasonido en miniatura similares en los últimos años. Universidad de California en San Diego y en Universidad de Toronto están trabajando en proyectos relacionados: Wang creó un modelo de revisión anterior en UCSD. Pero a menudo tenían capacidades de imagen limitadas o eran más grandes que el tamaño de un sello postal.