Ecco il “cerotto-ecografo” della dimensione di un francobollo

Si chiama BAUS – BioAdhesive UltraSound – ed è un cerotto capace di monitorare i nostri organi interni in modo non invasivo per 48 ore di seguito. Non si tratta di fantascienza ma di un dispositivo messo a punto da un gruppo di ricercatori e ingegneri del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge (Stati Uniti), in collaborazione con la Mayo Clinic di Rochester (Stati Uniti) e con “Makihata Engineering” di San Jose (Stati Uniti). Il cerotto, spiegano i ricercatori nello studio su Science, sarebbe in grado di eseguire ecografie producendo immagini ad alta risoluzione di vasi sanguigni e organi profondi come cuore, polmoni e stomaco.

La sfida alla ricerca di un ecografo mini

Piccolo recap- L’ecografia è una tecnica non invasiva basata sull’utilizzo di onde sonore ad alta frequenza – ultrasuoni – che dopo aver attraversato i nostri tessuti vengono riflessi indietro (proprio come un’eco) alla sonda che li ha prodotti, generando un segnale che viene poi tradotto in immagini. Quelle che risultano tanto misteriose ai non addetti ai lavori, ma che permettono al personale specializzato di monitorare lo stato di salute dei nostri organi interni.

Fra i cerotti hi-tech, BAUS non è il primo nel suo genere: già da tempo la ricerca si sta focalizzando sul design di dispositivi che consentano un monitoraggio continuo e prolungato, che potrebbe permettere ai medici di valutare fattori di rischio per l’insorgenza di determinate malattie, osservarne la progressione, o addirittura, scrivono gli autori, consentirci di acquisire nuove conoscenze nel campo della biologia dello sviluppo. Al momento, però, i dispositivi convenzionali richiedono l’utilizzo di ingombranti e rigidi trasduttori di segnale che impediscono al paziente di muoversi liberamente, rendendo impossibile il monitoraggio prolungato.

Già nel 2021 per esempio era stato prodotto un dispositivo innovativo, in grado di aderire alla pelle e che funziona come una vera e propria sonda in grado di adattarsi ai movimenti del paziente. In questo caso, piccolissimi trasduttori di segnale erano stati direttamente applicati sopra lo strato elastico del “cerotto”. Tuttavia, proprio il suo design innovativo non ha finora permesso di ottenere immagini ad alta risoluzione: muovendosi con il corpo, i trasduttori si spostano l’uno rispetto all’altro, producendo immagini distorte. Inoltre, il tempo di monitoraggio era rimasto limitato a poche ore.

Il cerotto BAUS per le ecografie

BAUS è, sì, costituito da uno strato adesivo e deformabile che gli consente di adattarsi ai movimenti della pelle, ma, in questo caso, i trasduttori di segnale sono montati su un supporto rigido sovrastante allo strato elastico. “Questa combinazione consente al dispositivo di adattarsi alla pelle, mantenendo la posizione relativa dei trasduttori di segnale, in modo da generare immagini più chiare e precise”, spiega Chonghe Wang, che ha guidato lo studio insieme a Xiaoyu Chen. Gli elementi di trasduzione del segnale sarebbero poi controllati da due circuiti posizionati rispettivamente sopra e sotto di essi. Il classico gel usato nelle ecografie invece è sostituito qui da uno strato di idrogel interno incapsulato tra due strati di elastomero.

Il dispositivo – grande quando un francobollo e spesso appena 3 millimetri – è stato testato su volontari sia a risposo che mentre correvano o andavano in bicicletta, provando la sua capacità di aderire saldamente alla pelle e generare immagini di elevata qualità in tutte queste situazioni. Gli autori hanno incluso nella pubblicazione varie immagini risultanti da questi test e che mostrano, per esempio, la variazione di volume dello stomaco prima e dopo l’ingestione di liquidi o delle cavità cardiache prima e durante l’esercizio fisico. In particolare, il monitoraggio continuo del cuore, scrivono i ricercatori, potrebbe risultare utile per studiare parametri correlati a disfunzioni o patologie cardiache.

Cosa ci riserverà il futuro?

I ricercatori puntano a rendere wireless il dispositivo, che attualmente invece necessita di essere collegato a strumenti che traducono le onde sonore riflesse in immagini. Wang, Chen e colleghi si immaginano di creare dei “prodotti indossabili”, magari addirittura acquistabili in farmacia come dei veri e propri cerotti. “Immaginiamo – racconta Xuanhe Zhao, autore senior dello studio, – diversi cerotti applicati a varie parti del corpo, in grado di comunicare con il nostro smartphone, dove algoritmi di intelligenza artificiale possano analizzare, su richiesta, le immagini acquisite”.

Ma già da ora, sottolineano gli autori della ricerca, BAUS costituirebbe un utile strumento per pazienti ospedalizzati, al pari degli adesivi per l’elettrocardiogramma che già conosciamo e utilizziamo.

Riferimenti: Science; Mit

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