Pametni sat prati vaš krvotok

Istraživači s kineskog Južnog sveučilišta znanosti i tehnologije SUSTech, razvili su fotoakustični sat za snimanje krvnih žila u koži visoke rezolucije. Nosivi uređaj mogao bi ponuditi neinvazivni način praćenja hemodinamičkih pokazatelja kao što su otkucaji srca, krvni tlak i zasićenost kisikom koji mogu pokazati koliko dobro srce osobe radi.

"Iako je fotoakustičko snimanje iznimno osjetljivo na varijacije u hemodinamici, poteškoće u minijaturizaciji i optimizaciji sučelja za snimanje ograničile su razvoj nosivih fotoakustičkih uređaja", rekao je voditelj istraživačkog tima Lei Xi. "Koliko znamo, ovo je prvi fotoakustični nosivi uređaj koji je prikladan za aplikacije u zdravstvu."

Sustav se sastoji sata sa sučeljem za prikaz slike, ručnog računala i ruksaka u kojem se nalaze laser i napajanje. Testovi na dobrovoljcima koji su se slobodno kretali pokazali su da se uređaj može koristiti za promatranje varijacija protoka krvi tijekom različitih aktivnosti kao što je hodanje.

Fotoakustička slika je tehnika koja oblikuje slike mjerenjem svjetlosno induciranih zvučnih valova stvorenih apsorpcijom svjetlosti u strukturama. Analizom intenziteta i distribucije fotoakustičkog signala dobiva se uvid u funkcionalne i strukturne značajke mikrožila koje mogu biti izmijenjene raznim bolestima. Iako je fotoakustičko snimanje još uvijek primarno istraživački alat, počinje nalaziti kliničku primjenu u područjima kao što su onkologija, vaskularno i dermatološko snimanje.

Kako bi pretvorili ono što je obično glomazan instrument u nešto što se može nositi dok se krećete, istraživači su razvili kompaktni sustav fotoakustičke mikroskopije optičke rezolucije koji se temelji na kompaktnom pulsirajućem laseru, uskom svjetlosnom putu temeljenom na vlaknima i integriranom elektroničkom sustavu smještenom u ruksaku težine od 7 kilograma. Također su dizajnirali ručni uređaj za pohranjivanje slika i stvorili minijaturizirano sučelje sata s podesivom žarišnom ravninom i ekranom za prikaz slika u stvarnom vremenu.

Istraživači su dizajnirali sustav tako da se može koristiti za snimanje dok se nositelj slobodno kreće. Također ima prilagodljivi laserski fokus, koji je neophodan za oslikavanje višeslojnih struktura poput kože. Sustav za fotoakustično snimanje ima bočnu razlučivost od 8,7 µm, što je dovoljno za razlučivanje većine mikrožila u koži i maksimalno vidno polje od oko 3 mm u promjeru, što je dovoljno za snimanje mikrovaskularnih detalja.

Istraživači sada rade na stvaranju sustava koji koristi još manji laserski izvor s većom stopom ponavljanja. Ovo će sustav učiniti kompaktnijim i lakšim, a istovremeno će povećati sigurnost i vremensku rezoluciju.

Istraživači također žele uključiti multispektralno osvjetljenje, koje bi omogućilo stjecanje dodatnih fizioloških parametara uključujući zasićenost kisikom i brzinu protoka krvi te kvantitativnu procjenu parametara kao što su broj i volumen žila. Te bi sposobnosti mogle pomoći u ranoj dijagnozi stanja poput raka i kardiovaskularnih bolesti.

Studiju objavljenu u časopisu Optics Letters možete pronaći na ovoj poveznici.