Mentre i pazienti si muovono liberamente. Il sistema potrebbe consentire ai medici di monitorare la pressione sanguigna, la salute del cuore e la capacità polmonare in tempo reale mentre chi lo indossa svolge le proprie attività quotidiane, anche durante gli allenamenti o altri sforzi fisici.
Secondo i ricercatori, il cerotto ecografico delle dimensioni di una carta di credito può monitorare i segnali provenienti da tessuti profondi fino a 16 centimetri sotto la pelle. Può misurare continuamente la pressione sanguigna, la gittata cardiaca, la salute respiratoria e altri segnali fisiologici fino a 12 ore con una singola carica.
Gli ultrasuoni convenzionali si basano su attrezzature ingombranti e tecnici qualificati per gestire le sonde che, tra le altre cose, richiedono collegamenti via cavo, il che significa che le immagini non possono essere raccolte continuamente. Per monitorare la salute del cuore, ad esempio, gli ultrasuoni vengono eseguiti prima e dopo un intenso esercizio fisico. Ma mancano informazioni vitali sul cuore mentre pompa il sangue durante l'esercizio.
Inoltre, tutti i precedenti dispositivi segnalati fino ad oggi per i sistemi a ultrasuoni indossabili sono stati collegati ad altro hardware e collegati a una fonte di alimentazione esterna e a un dispositivo di raccolta dati, affermano i ricercatori. Il loro nuovo sistema invece è il primo completamente integrato. Consiste in una sonda ultrasonica estensibile composta da una serie di 32 canali di trasduttori piezoelettrici, che convertono i segnali elettrici in onde sonore e viceversa, che trasmettono e ricevono segnali ultrasonici da e verso il corpo.
Questa sonda è collegata a un circuito di controllo flessibile tramite fili di rame a serpentina estensibili. Il circuito di controllo aziona i trasduttori per generare impulsi ultrasonici e ricevere gli echi. I segnali di eco vengono amplificati e inviati a un'unità a microcontrollore che li converte in segnali digitali, che un trasmettitore Wi-Fi invia a un computer o uno smartphone. Una batteria commerciale ai polimeri di litio alimenta il circuito.
Il cervello del sistema è costituito da un algoritmo di apprendimento automatico che il team ha sviluppato per analizzare i segnali dal cerotto a ultrasuoni. Misurando la pulsazione dell'arteria carotide e della vena giugulare, il sistema calcola la frequenza cardiaca e la pressione sanguigna di chi lo indossa. Può anche misurare la contrazione del muscolo cardiaco per stimare il volume di sangue pompato dal cuore e monitorare il movimento del diaframma per calcolare la portata respiratoria.
Secondo i ricercatori, la capacità di monitorare continuamente i segni vitali per 12 ore su pazienti in movimento ha un grande valore clinico in quanto questo risultato consente il monitoraggio autonomo continuo dei segnali dei tessuti profondi verso l'Internet of Things medico. E in futuro vogliono abilitare il monitoraggio sul corpo con il sistema wireless, così le persone possono andare ovunque e fare qualsiasi cosa mentre questi segnali vengono tracciati.
