Вчені створили натільний ультразвуковий пластир, здатний безперервно відстежувати стан плода в утробі матері, сподіваючись, що такі пристрої допоможуть у ранньому виявленні ускладнень під час вагітності.
Команда, що стоїть за цією роботою, зазначає, що наявні ультразвукові методи мають недоліки: безперервний моніторинг частоти серцевих скорочень плода та скорочень матки з використанням сучасних методів призводить до високого рівня помилкових спрацьовувань, у той час, як використання більш традиційних портативних пристроїв для візуалізації обмежено невеликою кількістю сканувань під час вагітності та має виконуватися кваліфікованим оператором.
"Сучасні діагностичні пристрої працюють з перебоями - вони можуть зафіксувати лише моментальний знімок того, що відбувається з дитиною", - сказав професор Шен Сюй зі Стенфордського університету, один із провідних авторів роботи. "Пацієнти можуть проводити такі виміри лише у лікарні. Вони втрачають багато інформації та даних між відвідуваннями лікарні".
На відміну від цього, за словами Сюя, пристрій може безперервно фіксувати те, що відбувається в будь-якому місці.
"Ви не упускаєте жодної деталі, що дозволяє визначити базовий рівень сигналів кожного окремого пацієнта, проаналізувати зміни й характер цих сигналів", - сказав він, - "що може призвести до унікального діагнозу або набору втручань".
Сюй і його колеги створили ультразвуковий пластир, що носиться, який можна використовувати протягом декількох годин для безперервної візуалізації плода в утробі матері та відстеження його кровотоку в режимі реального часу, у тому числі в рухомих структурах, таких як пуповина.
Хоча зараз цей пристрій є експериментальним зразком, підключеним до зовнішньої електроніки та вимагає традиційного ультразвукового дослідження для початкової установки, команда стверджує, що ця технологія, що отримала назву UPatch, є першою у своєму роді.
"Ця стаття знаменує собою дуже важливий крок, який демонструє, як на практиці можна зробити щось подібне", - сказала доктор Антонія Георгієва, старший автор дослідження з Оксфордського університету.
У статті, опублікованій у журналі Nature Biotechnology, команда дослідників повідомила про те, як вони використовували різні електронні компоненти та алгоритми для розв'язання ключових проблем, таких як втрата сигналів під час руху плода в утробі матері та слабкі сигнали, що виникають через глибину кровоносних судин.
Дослідники, багато з яких також працюють у компаніях, які займаються медичними технологіями, протестували UPatch під час випробувань у США та Великій Британії.
В одному з тестів, у якому взяли участь 62 вагітні жінки, команда порівняла вимірювання кровотоку, отримані за допомогою UPatch в одній точці часу, із вимірюваннями, отриманими за допомогою стандартних портативних ультразвукових пристроїв.
"Ми спостерігали тісний збіг між ультразвуковим пластиром і звичайним ультразвуковим пристроєм за всіма цими показниками", — сказав Том Парк, аспірант інженерної школи імені Джейкобса Каліфорнійського університету в Сан-Дієго і провідний автор роботи.
Команда також використовувала пристрій для безперервного моніторингу частоти серцевих скорочень плода та вимірювання кровотоку у 52 вагітних жінок, в одному випадку із драматичними наслідками.
"У разі прееклампсії пристрій UPatch виявив тяжкість внутрішньоутробної затримки зростання плода, що призвело до кесаревого розтину для запобігання мертвонародженню", — заявила команда дослідників.
Парк зазначив, що ще одним важливим висновком пристрою стало те, що вимірювання кровотоку плода можуть динамічно коливатися з часом, включаючи тимчасові зміни, які не обов'язково вказують на постійну проблему.
"Це підкреслює обмеженість використання лише коротких, періодичних сканувань", - сказав він.
Парк додав, що команда зараз розробляє бездротову версію технології: «Наша довгострокова мета — ультразвукова система, що носиться, яку можна використовувати безперервно в повсякденному житті, в тому числі вдома і під час звичайної діяльності».
Сюй зазначив, що пристрої, що носяться, особливо підходять для регіонів з обмеженими ресурсами, таких як країни з низьким і середнім рівнем доходу, а Георгієва сказала, що переваги таких пристроїв будуть дуже широкими.
"Потенціал для безпосереднього запобігання мертвонародженню величезний", - сказала вона, додавши, що пристрій також може надати важливі наукові дані.
"Для нас наявність подібних даних може відчинити двері для вивчення набагато більшої кількості факторів, завдяки яким одні діти виживають [в утробі матері], а інші – ні".
