УЗИ может предоставить неинвазивные изображения тканей под кожей и выявить, как различные группы мышц двигаются и сокращаются во время динамической физической активности. Однако традиционные ультразвуковые системы громоздкие, требуют неподвижности пациента и, как следствие, не дают изображений в реальном времени во время активности.
Ученые Университета Джорджа Мейсона решили создать собственное ультразвуковое устройство с нуля. Они разработали компактную носимую ультразвуковую систему, которая движется вместе с пациентом и предоставляет клинически значимую информацию о функции мышц во время физической активности.
Для этого исследователи разработали новую ультразвуковую технологию, которая основана на передаче низковольтных и длительных импульсов, в отличие от традиционно используемых очень высоковольтных и коротких импульсных последовательностей. Это позволило им использовать недорогие электронные компоненты, подобные тем, которые применяются в автомобильном радиоприемнике, для разработки более простой портативной ультразвуковой системы, которая могла бы питаться от батарей и прикрепляться к пациенту. Они называют новый подход SMART-US.
Команда протестировала этот подход на испытуемом, выполняющем прыжки (обычное упражнение для оценки здоровья нижних конечностей и коленных суставов) на силовой пластине с прикрепленным к ноге ультразвуковым датчиком. Устройство SMART-US обеспечивало обратную связь в режиме реального времени. Оно сообщало об уровне активации и функционирования мышц во время прыжков, при этом наблюдалась значительная корреляция между данными о силе и измерениями ультразвука. Эту технику можно также использовать для одновременного исследования нескольких разных мышц.
Биологическая обратная связь на основе ультразвука может помочь персонализировать терапию и реабилитацию для улучшения результатов лечения. Другие области применения включают фитнес, спортивную подготовку и спортивную медицину, военное здравоохранение, реабилитацию после инсульта и оценку риска падений у пожилых людей.
Следующая цель — получить одобрение FDA, чтобы можно было провести клинические исследования для реабилитации. В дальнейшем клиники смогут приобрести систему базового уровня всего за несколько сотен долларов.
