Un pas de géant dans le domaine des ultrasons sans fil

Les ingénieurs de l'UC San Diego développent un système entièrement intégré pour la surveillance des tissus profonds

Université de Californie - San Diego

image : Un système à ultrasons portable monté sur la poitrine pour mesurer l'activité cardiaque.Voir plus

Crédit : Muyang Lin

Une équipe d'ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego a développé le premier système à ultrasons portable entièrement intégré pour la surveillance des tissus profonds, y compris pour les sujets en déplacement. Il facilite la surveillance cardiovasculaire potentiellement vitale et marque une avancée majeure pour l'un des principaux laboratoires d'échographie portables au monde. L’article intitulé « Un système à ultrasons portable entièrement intégré pour surveiller les tissus profonds chez les sujets en mouvement » est publié dans le numéro du 22 mai 2023 de Nature Biotechnology.

« Ce projet offre une solution complète à la technologie ultrasonore portable, non seulement la

capteur portable, mais aussi l'électronique de contrôle sont fabriqués dans des facteurs de forme portables », a déclaré Muyang Lin, titulaire d'un doctorat. candidat au Département de nano-ingénierie de l'UC San Diego et premier auteur de l'étude. « Nous avons créé un véritable appareil portable capable de détecter sans fil les signes vitaux des tissus profonds. »

La recherche émerge du laboratoire de Sheng Xu, professeur de nano-ingénierie à la Jacobs School of Engineering de l'UC San Diego et auteur correspondant de l'étude.

Ce système ultrasonique portable autonome entièrement intégré (USoP) s'appuie sur les travaux antérieurs du laboratoire en matière de conception de capteurs ultrasoniques souples. Cependant, les précédents capteurs à ultrasons souples nécessitaient tous des câbles d'attache pour la transmission des données et de l'énergie, ce qui limitait largement la mobilité de l'utilisateur. Dans ce travail, il comprend un petit circuit de contrôle flexible qui communique avec un réseau de transducteurs à ultrasons pour collecter et transmettre des données sans fil. Un composant d'apprentissage automatique permet d'interpréter les données et de suivre les sujets en mouvement.

Selon les découvertes du laboratoire, le système à ultrasons sur patch permet un suivi continu des signaux physiologiques provenant de tissus jusqu'à 164 mm de profondeur, en mesurant en continu la pression artérielle centrale, la fréquence cardiaque, le débit cardiaque et d'autres signaux physiologiques jusqu'à douze heures à la fois. temps.

"Cette technologie a un grand potentiel pour sauver et améliorer des vies", a déclaré Lin. « Le capteur peut évaluer la fonction cardiovasculaire en mouvement. Des valeurs anormales de tension artérielle et de débit cardiaque, au repos ou pendant l’exercice, sont des signes d’insuffisance cardiaque. Pour les populations en bonne santé, notre appareil peut mesurer les réponses cardiovasculaires à l’exercice en temps réel et ainsi fournir des informations sur l’intensité réelle de l’entraînement exercé par chaque personne, ce qui peut guider la formulation de plans d’entraînement personnalisés.

L'USoP représente également une avancée majeure dans le développement de l'Internet des objets médicaux (IoMT), terme désignant un réseau de dispositifs médicaux connectés à Internet, transmettant sans fil des signaux physiologiques dans le cloud à des fins de calcul, d'analyse et de diagnostic professionnel.

Grâce aux progrès technologiques et au travail acharné des cliniciens au cours des dernières décennies, l'échographie a suscité une vague d'intérêt continue, et le laboratoire Xu est souvent mentionné dès le premier souffle comme un leader précoce et durable dans le domaine, en particulier dans le domaine de l'échographie portable. . Le laboratoire a pris des appareils fixes et portables et les a rendus extensibles et portables, entraînant ainsi une transformation dans le paysage de la surveillance des soins de santé. Sa force repose en partie sur son étroite collaboration avec les cliniciens. "Bien que nous soyons ingénieurs, nous connaissons les problèmes médicaux auxquels les cliniciens sont confrontés", a déclaré Lin. « Nous entretenons une relation étroite avec nos collaborateurs cliniques et recevons toujours de précieux commentaires de leur part. Cette nouvelle technologie d’échographie portable constitue une solution unique pour relever de nombreux défis en matière de surveillance des signes vitaux dans la pratique clinique.

En développant sa dernière innovation, l’équipe a été surprise de découvrir qu’elle disposait de plus de capacités que prévu initialement.