Scienze

Questo adesivo a ultrasuoni ci osserva dentro e controlla i nostri organi

Inventato un cerotto a ultrasuoni adesivo che, applicato alla pelle e connesso a un dispositivo, registra l'attività di cuore, polmoni e altri organi per 48 ore.

Le immagini a ultrasuoni restituiscono un'immagine chiara di ciò che accade all'interno del nostro corpo, e funzionano in modo non invasivo e sicuro: fino ad ora, però, per fotografare l'interno del nostro organismo erano necessari speciali dispositivi, disponibili solo negli ospedali, e personale in grado di utilizzarli. Un'invenzione del MIT, presentata in uno studio pubblicato su Science, semplifica la cattura di immagini a ultrasuoni utilizzando un adesivo grande come un francobollo che, una volta applicato sulla pelle, trasmette a un apparecchio le onde sonore provenienti dai nostri organi e vasi sanguigni, registrando immagini di alta qualità in modo totalmente sicuro e non invasivo.

Adesivo a ultrasuoni
L'adesivo del MIT è grande circa 2 centimetri quadrati e spesso 3 millimetri. © Felice Frankel | MIT

Problemi di secchezza. Normalmente le immagini a ultrasuoni vengono catturate applicando prima di tutto un gel sulla pelle del paziente (pensate alle classiche ecografie della gravidanza), che funge da trasmettitore delle onde, e premendovi poi un trasduttore, un apparecchio in grado di inviare le onde al dispositivo che le converte in immagini. Questo sistema, però, non funziona sui pazienti per i quali è necessaria una cattura di immagini prolungata nel tempo, perché il gel dopo un po' si secca, interrompendo la trasmissione delle onde.

Tentativi falliti. Negli ultimi anni alcuni ricercatori hanno cercato di trovare una soluzione a questo problema, ideando ad esempio delle sonde a ultrasuoni flessibili, che si servissero di piccoli trasduttori adattabili al corpo del paziente. Le immagini catturate, però, erano a bassa risoluzione, in parte a causa dello stiramento della pelle che faceva spostare i mini-trasduttori distorcendo l'immagine finale.

volontaria in laboratorio
I ricercatori hanno testato gli adesivi su un gruppo di volontari sani, monitorandoli mentre correvano, camminavano, stavano seduti o sollevavano pesi in laboratorio. Oltre ad avere una visione dettagliata degli organi interni anche più profondi, come il cuore o lo stomaco, il dispositivo ha permesso anche di rilevare il cambiamento nel diametro dei vasi sanguigni principali. © Gorodenkoff | Shutterstock

Come sono fatti? Per ovviare al problema, gli adesivi del MIT uniscono uno strato adesivo a una serie di trasduttori rigidi: «Questa combinazione consente al dispositivo di adattarsi alla pelle mantenendo però la posizione dei trasduttori, in modo da generare immagini più chiare e precise», spiega Chonghe Wang, coordinatore dello studio.

La parte adesiva è costituita da due strati sottili di elastomero che rinchiudono uno strato di idrogel elastico e flessibile. L'elastomero impedisce che l'idrogel si disidrati, assicurando il passaggio delle onde sonore e consentendo la riproduzione di immagini ad alta risoluzione.

Il principale limite attuale è però rappresentato dal fatto che, per funzionare, gli adesivi devono essere attaccati a un dispositivo che converte le onde in immagini. 

Migliorie per il futuro. Gli studiosi sono però già al lavoro per rendere wireless il sistema: se riuscissero nell'intento, gli adesivi potrebbero convertirsi in dispositivi indossabili da comprare in farmacia. «La nostra idea è creare dei cerotti che aderiscano a diverse parti del corpo inviando onde direttamente nel nostro smartphone», spiega Xuanhe Zhao, uno degli autori, sottolineando che la lettura delle onde sarebbe affidata a un algoritmo di intelligenza artificiale che lavorerebbe direttamente dal cellulare. Oltre a monitorare il funzionamento degli organi interni, in futuro l'apparecchio del MIT potrebbe essere utile a tenere sotto controllo l'evoluzione di un tumore, o anche a seguire lo sviluppo di un feto in una donna in gravidanza.

7 agosto 2022 Chiara Guzzonato
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