A imagem ultrassom é uma forma segura e não invasiva, que permite aos clínicos obter imagens ao vivo dos órgãos internos de um paciente.
Atualmente, a imagem ultrassom requer equipamento volumoso e especializado, apenas disponível em hospitais e consultórios médicos.
No entanto, um novo design de engenheiros do MIT poderá tornar a tecnologia tão acessível como a compra de pensos rápidos na farmácia.
Num estudo publicado na Science, os engenheiros apresentam o design de um novo autocolante ultrassom — um dispositivo do tamanho de um selo que se cola à pele e fornece imagens de órgãos internos, durante 48 horas.
Os investigadores aplicaram os autocolantes a voluntários e mostraram as imagens de alta resolução dos principais vasos sanguíneos e órgãos mais profundos, tais como o coração, pulmões e estômago, segundo a Science Daily.
Os autocolantes mantiveram uma forte adesão e captaram alterações nos órgãos subjacentes, à medida que os voluntários realizavam várias atividades, incluindo sentar-se, ficar de pé, correr e andar de bicicleta.
O design atual requer a ligação dos autocolantes a instrumentos que traduzem as ondas sonoras, refletidas em imagens. Os investigadores salientam que, mesmo na seu formato atual, os autocolantes podem ter aplicações imediatas.
Por exemplo, os dispositivos podem ser aplicados aos pacientes num hospital, à semelhança dos autocolantes do eletrocardiograma de monitorização do coração, e podem fornecer uma imagem contínua dos órgãos internos, sem a necessidade de um técnico para manter uma sonda no lugar, durante longos períodos de tempo.
Se os dispositivos pudessem ser feitos para funcionar sem fios — um objetivo que está a ser desenvolvido pela equipa — os autocolantes poderiam ser transformados em produtos de imagem viáveis, que os pacientes poderiam levar para casa.
Os investigadores pretendem fazer algumas alterações que permitissem aos autocolantes ” comunicar com o telemóvel, onde os algoritmos de IA analisariam as imagens a pedido do utilizador”, explica Xuanhe Zhao, professor de engenharia mecânica e engenharia civil e ambiental no MIT.
“Acreditamos que abrimos uma nova era de imagens: Com algumas manchas no seu corpo, podem-se ver os órgãos internos”, diz o também autor do estudo.
O estudo inclui também os autores principais Chonghe Wang e Xiaoyu Chen, e os co-autores Liu Wang, Mitsutoshi Makihata, e Tao Zhao, do MIT, juntamente com Hsiao-Chuan Liu, da Clínica Mayo, em Rochester, no Minnesota.
Para obter uma imagem ultrassom, um técnico aplica primeiro um gel líquido à pele do paciente, que permite transmitir ondas de ultra-sons.
Uma sonda, ou transdutor, é então pressionada contra o gel, enviando ondas sonoras para o corpo, que ecoam das estruturas internas e de volta para a sonda, onde os sinais ecoados são traduzidos em imagens visuais.
Para pacientes que necessitem de longos períodos de imagem, alguns hospitais oferecem sondas afixadas em braços robóticos, capazes de manter um transdutor no lugar sem se cansarem, mas o gel líquido de ultra-som flui e seca ao longo do tempo, interrompendo a imagem a longo prazo.
Nos últimos anos, os investigadores exploraram projetos de sondas de ultra-sons extensíveis, com imagens portáteis e de baixo perfil de órgãos internos.
Estes designs deram uma gama flexível de pequenos transdutores de ultra-sons, com o dispositivo a esticar em conformidade com o corpo de um paciente.
Mas estes designs experimentais produziram imagens de baixa resolução, em parte devido ao seu estiramento. Ao moverem-se com o corpo, os transdutores deslocam a localização uns em relação aos outros, distorcendo a imagem resultante.
“A ferramenta de imagens ultrassons viáveis teria um enorme potencial no futuro do diagnóstico clínico. No entanto, a resolução e a duração das imagens das manchas de ultrassons existentes é relativamente baixa, e não conseguem recolher imagens dos órgãos profundos”, realça Chonghe Wang, do MIT.
O novo autocolante da equipa produz imagens de maior resolução e com maior duração, através de uma camada adesiva elástica, e um conjunto de transdutores.
“Esta combinação permite que o dispositivo se adapte à pele, mantendo a localização dos transdutores para gerar imagens mais claras e precisas”, diz Wang.
A camada adesiva do dispositivo é feita a partir de duas camadas finas de elastómero com uma camada intermédia de hidrogel sólido, um material maioritariamente à base de água, que transmite facilmente ondas sonoras. Ao contrário do tradicional gel ultrassom, o hidrogel da equipa do MIT é elástico.
“O elastómero impede a desidratação do hidrogel”, realça Chen. “Só quando o hidrogel está altamente hidratado é que as ondas acústicas podem penetrar eficazmente e dar imagens de alta resolução dos órgãos internos”.
A equipa está a trabalhar para que os autocolantes funcionem sem fios. Estão também a desenvolver algoritmos de software baseados em inteligência artificial, que podem interpretar e diagnosticar melhor as imagens obtidas.
Prevê-se ainda que os autocolantes possam ser adquiridos por doentes e consumidores, e utilizados não só para monitorizar vários órgãos internos, mas também para ver a progressão de tumores, e o desenvolvimento de fetos no útero.
“Imaginamos que podíamos ter uma caixa de autocolantes, cada um concebido para funcionar numa localização diferente do corpo”, conta Zhao. “Acreditamos que isto representa um avanço nos dispositivos e na imagem médica”.
