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粘着式超音波診断装置を開発

By Maya Ordoñez

Aug. 1, 2022 -- マサチューセッツ工科大学（MIT）のチームによる最近のイノベーションにより、超音波検査を受けることが、バンドエイド®を貼るのと同じくらい簡単になる日が近いかもしれません。

研究者らは、臓器、筋肉、組織の超音波画像を48時間分撮影できる新しい生体接着型超音波診断装置（「超音波ステッカー」）を開発した。最終的には家庭で使用できるようになり、誰もが恩恵を受けられるようになりますが、特に妊婦やスポーツ選手のケアに有用です。

従来の超音波診断技術は、病院でしか利用できず、大きくてかさばる装置を必要とし、1回の撮影で得られる画像も短いものでした。同じ技術が、小型で装着可能なパッチとして利用できるようになるのです。

MITのチームの一員で、この装置に関する最近のScience論文の筆頭著者であるXuanhe Zhao博士は、「医療画像、特に超音波画像の分野と、ウェアラブル機器の分野で、ゲームチェンジャーとなるでしょう」と語っています。

内部を見る

従来の超音波診断では、まず超音波の透過を助けるジェルを皮膚に塗布します。この超音波は、棒状のプローブを目的の部位に押し付けることで発生する。超音波は体内の臓器に反射し、プローブで拾われ、画像になります。

趙教授のチームは、ゲルと棒の代わりに、超音波の伝達を容易にするゼリーのような「カプラント」と対になる薄いパッチプローブを発明した。カプラントは2センチ四方、厚さ2〜3ミリで、ニッケル程度の大きさと厚さである。このパッチにより、表面近くから深さ20cmまでのイメージングが可能になりました。

貼る

このステッカーは、腕、首、胸など体のさまざまな部位で15人の被験者にテストされ、その潜在的な効果の一端が明らかにされました。被験者には、48時間にわたり、ウォーキング、ジョギング、サイクリングなどの日常生活を送ってもらいました。

例えば腕に貼った場合、超音波ステッカーは48時間にわたって上腕二頭筋を連続的に撮影することができました。その感度は、1時間の重量挙げの最中に、この筋肉の微細な損傷を観察するのに十分であった。

「将来的には、画像処理アルゴリズムと組み合わせることで、運動が十分であるかどうかを超音波ステッカーが警告してくれるようになるかもしれません」とZhaoは言う。

首筋に貼ると、血圧を測定することができる。カフで測る血圧は、ウェアラブルで信頼性が高く、長期間の測定が難しい。このデバイスは、頸動脈の直径を継続的にモニターし、患者や医師に血圧の上昇を警告することができます。

胸部に貼ると、シーカーは心臓を画像化し、心臓に問題のある人に新しい管理方法を提供する可能性がある。超音波を胸に直接当てて、画像やビデオを臨床医に送ることができる、とZhaoは言う。

もう一つの特徴は--この研究ではテストされなかったが、Zhaoによれば--胎児をモニターできることである。一般に、女性は妊娠中に2〜3回の超音波検査を受ける。超音波ステッカーがあれば、母親と医師は、健康状態を確認するために必要な頻度で胎児を見ることができるようになるかもしれません。

次のステップへ

現在、このステッカーはデータボックスにワイヤーで接続されている。現在は有線でデータボックスに接続されているが、今後はワイヤレスでスマートフォンに接続できる第2世代のステッカーを開発する。彼は、統合されたシステムが無線化され、米国で医療用としてFDAの認可を受けるまで2〜5年かかると見積もっている。

これらは、「全世界の健康増進」という最終的な目標に向けて、ウェアラブル・テックを大きく前進させるための第一歩だと、彼は考えています。