Salute

Dal Mit il cerotto smart che fa le ecografie

Dal Mit il cerotto smart che fa le ecografie
Un gruppo di ricercatori ha realizzato Baus, il primo cerotto ad ultrasuoni, grande come un francobollo, che consente di creare immagini ecografiche di qualsiasi organo 
2 minuti di lettura

Baus è il nome un po' da fumetto che è stato affibbiato al primo cerottino capace di fare ecografie. La crasi di bioadhesive ultrasound, così come il progetto scientifico, si deve a un gruppo di ricercatori del Mit di Boston. Il professor Xuanhe Zhao, del dipartimento di ingegneria meccanica e civile dell'ateneo, ha redatto con il suo team un articolo pubblicato recentemente su Science che spiega tutte le potenzialità di questo dispositivo bioadesivo ad ultrasuoni. La premessa è che sebbene oggi questa tecnologia sia ampiamente impiegata per ottenere immagini dal vivo degli organi interni – si pensi alle più comuni ecografie per l'osservazione delle parti molli – i macchinari sono ancora piuttosto ingombranti.

L'idea quindi è di creare un cerotto grande come un francobollo da attaccare alla pelle per avere un agevole (e prolungato) accesso a immagini ecografiche degli organi interni. Per ora ne è stato realizzato un prototipo e al netto del design embrionale ha mantenuto ogni promessa iniziale.

Da sottolineare che il progetto è stato finanziato dal Mit, Defense Advanced Research Projects Agency, National Science Foundation, National Institutes of Health e Institute for Soldier Nanotechnologies del MIT - che vede coinvolto US Army Research Office.

 

Il prototipo di Baus

Il cerotto del Mit misura due centimetri quadrati ed è spesso tre millimetri quindi può essere incollato su collo, braccia, petto, ogni parte del corpo insomma. Diversi volontari l'hanno indossato in ogni condizione, anche facendo jogging e pedalando in bicicletta, ovviamente in laboratorio. E durante queste attività è stato possibile registrare immagini ad alta risoluzione dei principali vasi sanguigni e degli organi più profondi come il cuore, i polmoni e lo stomaco. I ricercatori sono riusciti a osservare con buona qualità e nitidezza le variazioni del diametro dei principali vasi sanguigni quando si cambia posizione, la dinamica del cuore durante l'esercizio fisico, i movimenti di distensione e contrazione dello stomaco mentre si beve e persino micro-lesioni muscolari durante sessioni di sollevamento pesi.

Ecografia effettuata con il cerotto Baus.
Ecografia effettuata con il cerotto Baus. 

Potenzialmente in futuro potrebbe essere usato anche da pazienti ospedalieri che hanno bisogno di un costante monitoraggio, un po' come avviene con gli adesivi di elettrocardiogramma (ecg) per il cuore.

"Immaginiamo che pochi cerotti attaccati a varie parti del corpo possano comunicare con i vostri cellulari, dove gli algoritmi di intelligenza artificiale si occuperebbero di analizzare le immagini", ha dichiarato il professor Xuanhe Zhao alla testata Mit News. "Riteniamo di aver inaugurato una nuova era della diagnostica per immagini indossabile: con pochi cerotti sul vostro corpo potrete vedere i vostri organi interni".

 

Funzionamento e almeno un limite

I dispositivi a ultrasuoni tradizionali richiedono l'apposizione di un gel liquido sulla pelle per consentire a una sonda superficiale, posizionata in loco, di trasmettere e ricevere onde ultrasoniche. In pratica sfruttando i principi dell'emissione di eco e della trasmissione delle onde le apparecchiature poi sono in grado di creare immagini visive. Il problema è che un monitoraggio prolungato è molto complicato perché da una parte bisogna usare bracci robotici capaci di mantenere sul posto la sonda, dall'altra il gel liquido tende ad asciugarsi e quindi perdere le sue caratteristiche di trasmissione. Anche le sonde sperimentali flessibili con minuscoli trasduttori hanno fallito: secondo gli esperti del MIT producono immagini a una risoluzione troppo bassa.

Ecco quindi la soluzione di abbinare a uno strato adesivo elastico una serie di trasduttori rigidi per generare immagini più chiare e precise. La parte adesiva che aderisce alla pelle è composta da due sottili strati di elastomero che ne incapsulano uno di idrogel solido – un materiale elastico prevalentemente a base d'acqua che agisce per 48 ore come un comune gel. Lo strato superiore invece aderisce a una serie di trasduttori rigidi progettati e sviluppati da zero dal team. 

 

"L'elastomero previene la disidratazione dell'idrogel", ha aggiunto il ricercato Xiaoyu Chen. "Solo quando l'idrogel è altamente idratato le onde acustiche possono penetrare efficacemente e fornire immagini ad alta risoluzione degli organi interni".

 

L'unico limite di Baus al momento è di non disporre di un supporto wireless integrato per comunicare agevolmente le informazioni raccolte. Bisogna infatti collegarlo fisicamente a strumenti che traducono le onde sonore in immagini. Il team però sta proprio lavorando su questo fronte per consentire un giorno maggiore libertà al paziente.

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