Del tamaño de un sello de correos, el innovador adhesivo ultrasónico para la piel desarrollado por ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) tiene la peculiaridad de visualizar el corazón y pulmones, entre otros órganos del cuerpo.
Para capturar estas imágenes, los investigadores, que detallan en Science su trabajo, manipulan varillas y sondas de ultrasonido para dirigir ondas de sonido al cuerpo. Estas ondas se reflejan para producir imágenes de alta resolución del corazón, los pulmones y otros órganos.
En la actualidad, las imágenes por ultrasonido requieren equipos voluminosos y especializados, disponibles sólo en hospitales y centros médicos. Pero un nuevo diseño de los ingenieros del MIT podría hacer que la tecnología sea portátil y accesible.
En el MIT han logrado esta nueva pegatina que se adhiere a la piel y puede proporcionar imágenes de ultrasonido continuas de los órganos internos durante 48 horas.
Vídeo: MIT
El profesor Xuanhe Zhao, experto en ingeniería mecánica y ambiental en el MIT y primer firmante del estudio, detalla que aplicaron las pegatinas a un grupo de voluntarios. Así, demostraron que los dispositivos producían imágenes en vivo de alta resolución de los principales vasos sanguíneos y órganos más profundos como el corazón, los pulmones y el estómago.
Los adhesivos mantuvieron una fuerte adherencia y capturaron cambios en los órganos subyacentes a medida que los voluntarios realizaban diversas actividades, como sentarse, pararse, correr y pedalear en bicicleta.
El diseño actual requiere conectar las pegatinas a instrumentos que traducen las ondas de sonido reflejadas en imágenes. Zhao señala que incluso en su forma actual, estos ingenios podrían tener aplicaciones inmediatas, como por ejemplo, utilizarlos en pacientes ingresados en el hospital, de forma similar a las pegatinas de electrocardiogramas de monitorización del corazón.
Imágenes de forma continua
De esta forma, podrían obtener imágenes de órganos internos de forma continua, sin necesidad de un técnico, para mantener una sonda en su lugar durante largos períodos de tiempo.
Si logran que los dispositivos funcionen de forma inalámbrica, un objetivo en el que están trabajando actualmente, las pegatinas de ultrasonido podrían convertirse en productos de imágenes portátiles que los pacientes podrían llevar a su domicilio desde la consulta de su médico o adquirirlo en una farmacia.
El profesor Zhao opina que han abierto un nuevo camino en el área de las imágenes portátiles, ya que para generarlas con ultrasonido primero aplican un gel en la piel del voluntario. Al presionar una sonda contra el gel, se envían ondas de sonido al cuerpo que hacen eco en las estructuras internas y regresan a la sonda, donde las señales de eco se traducen en imágenes visuales.
Para aquellos pacientes que requieren largos períodos de obtención de imágenes, algunos hospitales ofrecen sondas adheridas a brazos robóticos que pueden sostener un transductor en su lugar sin cansarse, pero el gel de ultrasonido líquido fluye y se seca con el tiempo, interrumpiendo la obtención de imágenes a largo plazo.
En los últimos años, los investigadores han explorado diseños de sondas de ultrasonido extensibles que proporcionarían imágenes portátiles y de bajo perfil de los órganos internos. Estos diseños dieron una matriz flexible de diminutos transductores de ultrasonido, con la idea de que dicho dispositivo se estiraría y se ajustaría al cuerpo del paciente.
“La herramienta portátil de imágenes por ultrasonido tendría un enorme potencial en el futuro del diagnóstico clínico. Sin embargo, la resolución y la duración de las imágenes de los parches de ultrasonido existentes son relativamente bajas y no pueden obtener imágenes de órganos profundos”, explica Chonghe Wang, miembro del equipo.
Adhesivo del tamaño de un sello de correos
El innovador adhesivo de ultrasonido produce imágenes de mayor resolución durante un período más prolongado al combinar una capa adhesiva elástica con una matriz rígida de transductores. “Esta combinación permite que el dispositivo se adapte a la piel mientras mantiene la ubicación relativa de los transductores para generar imágenes más claras y precisas”, afirma Wang.
El adhesivo consta de dos capas delgadas de elastómero que encapsulan otra intermedia de hidrogel sólido, un material principalmente a base de agua que transmite fácilmente las ondas sonoras. A diferencia de los geles de ultrasonido tradicionales, este hidrogel es elástico.
El elastómero previene la deshidratación del hidrogel y, sólo cuando el hidrogel se hidrata adecuadamente, las ondas acústicas pueden penetrar de manera efectiva y brindar imágenes de alta resolución de los órganos internos».
La capa inferior del adhesivo se diseñó para adherirse a la piel, mientras que la superior se pega a una matriz rígida de transductores.
A partir de las imágenes obtenidas de las pegatinas, se pudo observar el cambio de diámetro de los principales vasos sanguíneos cuando los voluntarios estaban sentados o de pie. También capturaron detalles de órganos más profundos, como cuando el corazón cambia de forma a medida que se esfuerza durante el ejercicio físico.
Con las imágenes, se podría saber, en un entrenamiento, el momento de excederse en el ejercicio y parar antes de que los músculos produzcan dolor. “Todavía no sabemos cuándo podría ser ese momento, pero ahora podemos proporcionar datos de imágenes que los expertos pueden interpretar”, asegura Chen.
