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麻省理工學(xué)院（MIT）的工程師們設(shè)計了一種微小的貼紙，可以連續(xù)提供內(nèi)部器官的超聲圖像長達(dá)48小時。

這項創(chuàng)新是向未來邁出的一步，即貼紙可以在鍛煉期間無線跟蹤肌肉健康或在懷孕期間跟蹤胎兒發(fā)育。

超聲波成像可能是最安全和最常用的醫(yī)學(xué)成像形式。然而，它仍然需要去醫(yī)生的辦公室和笨重的設(shè)備。

每個做過超聲檢查的人都會熟悉，在使用探頭之前，他們的皮膚上會噴出厚厚的冷凝膠。這種凝膠是超聲波從探頭清晰地傳輸?shù)揭粋€人的內(nèi)部器官并再次返回所必需的。隨著時間的推移，這種凝膠可能會從皮膚上干涸或流走，因此在較長的超聲過程中需要不斷地重新涂抹。

麻省理工學(xué)院這一發(fā)展中最大的新創(chuàng)新之一是創(chuàng)造了一種水凝膠，它被包裹在一個薄的彈性膜內(nèi)。這創(chuàng)造了一種完美的有彈性的材料，可以被放置在皮膚上，同時有效地傳輸超聲波。

“彈性體防止了水凝膠的脫水，”共同領(lǐng)導(dǎo)作者陳曉宇(音譯)解釋說。“只有當(dāng)水凝膠高度水化時，聲波才能有效穿透并對內(nèi)部器官進(jìn)行高分辨率成像。”

該設(shè)備的另一部分包含一個由數(shù)百個微小超聲波傳感器組成的剛性陣列。共同第一作者王崇和(音譯)說，這種密集的換能器陣列與彈性體和水凝膠的彈性混合體的搭配，使貼紙能夠在很長一段時間內(nèi)持續(xù)對內(nèi)部器官進(jìn)行成像。

王崇和說：“這種組合使設(shè)備能夠符合皮膚，同時保持傳感器的相對位置，以產(chǎn)生更清晰和更精確的圖像。”

發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項新研究描述了對該設(shè)備進(jìn)行的各種應(yīng)用測試，從慢跑到舉重。這證明了新設(shè)備在以前所未有的方式為人類活動提供超聲成像方面的非凡潛力。

使用該設(shè)備，研究人員能夠觀察到一個志愿者在喝下一杯果汁時胃部的膨脹和收縮。其他測試顯示了該設(shè)備如何在一個人舉重時監(jiān)測肌肉，有可能通知佩戴者何時應(yīng)該停止運(yùn)動，以免造成傷害。

陳曉宇推測說：“通過成像，我們也許能夠捕捉到過度使用前的鍛煉時刻，并在肌肉變得酸痛之前停下來。我們還不知道那個時刻可能是什么時候，但現(xiàn)在我們可以提供專家可以解釋的成像數(shù)據(jù)。”

目前，該設(shè)備不是無線的，但即使在其目前的形式下，研究人員建議有直接的現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用。例如，醫(yī)院目前可以用它來對心臟病患者進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

但這種設(shè)備的未來潛力更令人興奮。該團(tuán)隊目前正在努力使該設(shè)備以無線方式運(yùn)行，因此它可以假設(shè)與一個智能手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行通信。超聲波貼紙可用于任何數(shù)量的用途，從運(yùn)動跟蹤到長期監(jiān)測可疑腫瘤。懷孕甚至可以從家里進(jìn)行實(shí)時跟蹤。

高級作者趙宣和(音譯)說：“我們設(shè)想在身體的不同位置貼上一些貼紙，貼紙將與你的手機(jī)通信，人工智能算法將根據(jù)需要分析圖像。我們相信我們已經(jīng)開啟了一個可穿戴成像的新時代。只要在你的身體上貼上幾個貼片，你就可以看到你的內(nèi)部器官。”