Сегодня сложно представить ведение беременности без УЗИ. С 1950-х годов эта технология помогает врачам заглянуть в утробу и оценить состояние будущего ребёнка.
Теперь учёные хотят сделать следующий шаг: не просто получать отдельные снимки, а наблюдать за плодом в течение нескольких часов подряд.
В ближайшие годы новые разработки могут позволить родителям и врачам следить за развитием ребёнка без традиционного ручного УЗИ-датчика и без постоянного присутствия специалиста.
Звучит как научная фантастика, но первый рабочий вариант уже существует.
Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Стэнфорда и Оксфорда создали носимый ультразвуковой пластырь под названием UPatch.
Соавтор исследования, врач-акушер из Оксфордского университета Мариана Томе, считает, что такая технология может преобразить наблюдение за беременностью. По её словам, именно этого акушерство давно ждало.
Как и обычное УЗИ, UPatch отправляет в тело высокочастотные звуковые волны. Они отражаются от внутренних структур, а специальные программы считывают возвращающиеся сигналы и показывают, что происходит внутри организма в реальном времени.
Пластырь крепится к коже живота. Он считывает отражения от красных кровяных клеток глубоко в сосудах развивающегося плода.
Устройство может даже точно измерять анатомические параметры ребёнка: окружность головы, окружность живота и длину бедренной кости. На основе этих данных можно оценить вес плода.
Главное преимущество — UPatch делает это автономно. Для работы не нужен специалист по УЗИ, который постоянно держит датчик и вручную ищет нужную область.
Пока у технологии есть ограничения. Пластырь нужно подключать к довольно громоздкой системе питания и обработки данных. Кроме того, он плохо работает, если мать ходит или слишком активно двигается. Но технически это уже устройство без участия рук.
Исследователи отмечают, что надёжный длительный мониторинг ребёнка в утробе до сих пор остаётся серьёзной проблемой в мировой системе помощи беременным. UPatch может дать возможность дольше отслеживать ключевые сигналы здоровья плода, лучше понимать, как ребёнок получает кислород и адаптируется в утробе, а в будущем — помогать врачам раньше замечать проблемы.
Когда пластырь протестировали на 62 беременностях в клинических условиях, он показал результаты на уровне современных УЗИ-устройств.
В одном случае UPatch даже заметил опасное изменение кровотока к плоду, указывавшее на преэклампсию. После этого пациентку начали интенсивно наблюдать, а ребёнка через четыре дня родили с помощью кесарева сечения.
Во время беременности УЗИ регулярно рекомендуют для контроля здоровья матери и ребёнка. При беременностях высокого риска, когда пациентки дольше остаются в клинике, такие исследования могут проводить несколько раз в неделю.
Но каждое сканирование требует времени и специалиста, который держит ручной датчик и фокусируется на нужных участках матки.
UPatch позволяет наблюдать пациентку в постели часами. При этом врачу не нужно постоянно перемещать датчик или интерпретировать результаты в реальном времени.
Авторы разработки считают, что если использовать UPatch вместе с классическими методами визуализации, исходы беременности можно заметно улучшить.
Главный инженер проекта Том Парк отметил, что технология может расширить доступ к дородовой визуализации в регионах с нехваткой медицинской помощи и ресурсов. Там дефицит обученных специалистов по УЗИ часто задерживает помощь при беременностях высокого риска.
После сравнения с обычными УЗИ-устройствами исследователи проверили пластырь в режиме длительного мониторинга. Его использовали от 1 до 6 часов у 52 беременных женщин, включая пациенток с преэклампсией, гестационным диабетом, гипертонией и плохим ростом плода.
Результаты показали различия между краткосрочными колебаниями показателей УЗИ и более длительными изменениями, которые требуют внимательного наблюдения.
Учёные надеются, что устройство поможет врачам быстрее выявлять признаки устойчивого ухудшения состояния плода и вмешиваться раньше.
Гибкий пластырь создан с электродами и акустической линзой. Когда он охватывает живот беременной, он может давать обзор всей матки — в положении сидя, стоя или лёжа.
Устройство также способно показывать, как скорость кровотока в пупочной артерии соотносится с кровотоком в мозге плода.
Старший автор исследования, инженер Шэн Сюй из Стэнфорда, отметил, что эта работа показывает, как мягкая электроника, ультразвуковая инженерия и клиническая наука могут объединиться для решения одной из важных нерешённых задач в ведении беременности.
Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology.
