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Durchbruch in der Medizin: MIT entwickelt spezielles Ultraschallpflaster

Am Massachusetts Institut of Technology (MIT) ist einer Gruppe von Wissenschaftlern ein medizinischer Durchbruch gelungen. So haben sie ein spezielles Ultraschallpflaster entwickelt, das nun endlich auch eine dauerhafte Bilderfassung des Körperinneren ermöglichen soll. Damit soll die langfristige Überwachung von Organen erleichtert werden.

Bildaufnahme bis zu 48 Stunden

Wer schon einmal eine Ultraschalluntersuchung über sich ergehen ließ, weiß, dass diese nur kurze Zeit andauert. Um mit dieser Technik ein Bild deines Körperinneren aufzeichnen zu können, muss der Arzt mithilfe eines stiftförmigen Schallkopfes die betreffende Körperregion langsam abfahren. Um die Bildaufnahme zu erleichtern, kommt dabei Hydrogel zum Einsatz. Diese mittlerweile altgediente medizinische Technik konnte bald schon ausgedient haben. Dies liegt nicht nur daran, dass sie in vielerlei Hinsicht unpraktisch ist. So kosten die Geräte nicht nur jede Menge Geld. Obendrein sind sie groß, fressen viel Strom und können nicht autark arbeiten. Zur Bedienung bedingt es stets medizinischen Fachpersonals. Ein weiterer Punkt, der dem Dasein von herkömmlichen Ultraschallgeräten ein Ende bereiten könnte, ist die jüngste Entwicklung einer Forschergruppe des renommierten MIT, über die das Science-Magazin berichtet.

Diese haben ein ausgeklügeltes Ultraschallpflaster entwickelt. Mit dessen Hilfe soll aber nicht das Ultraschallgerät aus den Arztpraxen und Krankenhäusern verschwinden – vorerst zumindest. Der kleine medizinische Durchbruch soll vielmehr endlich auch eine dauerhafte Überwachung bestimmter Organe ermöglichen. Dies ist mit klassischen Ultraschallgeräten nämlich nur bedingt möglich. Grund dafür ist unter anderem, dass das für die Bildübertragung benötigte Hydrogel oftmals nach kurzer Zeit austrocknet. Das entwickelte Pflaster wiederum soll eine Bildübertragung über knapp 48 Stunden ermöglichen. Dafür soll man es ganz einfach auf die entsprechende Körperstelle aufkleben müssen. Der Vorteil dürfte wohl nicht nur in der Dauer der Aufnahme liegen. Obendrein soll das Pflaster auch während körperlicher Aktivitäten halten können.

Ein High-Tech-Pflaster

Auf den ersten Blick wirkt das am MIT entwickelte Pflaster wie eine Mischung aus Microchip und klassischem Pflaster. Ein Blick ins Innere fördert schnell zutage, dass es sich hier um modernste Technik handelt. Die goldenen Stifte sind viele kleine Ultraschallköpfe, die für eine permanente Bildübertragung bis zu 48 Stunden sorgen sollen. Dank einer dehnbaren Klebeschicht, die deutlich fester am Körper klebt als herkömmliche Pflaster, behalten die Schallköpfe ihre Position über die gesamte Zeit bei. Ein Vorteil soll nicht nur in einer langanhaltenden Bildübertragung bestehen.

Obendrein soll die starre Position der einzelnen Schallköpfe eine Bildübertragung mit besserer Qualität gewährleisten als ein Ultraschallgerät. Die bessere Lage der vielen kleinen Schallköpfe soll außerdem dafür sorgen, dass die Schallwellen tiefer in den Körper eindringen können. Der Vorteil besteht darin, dass man auch Organe erkennen können soll, die sich in tieferliegenden Regionen befinden. Hierbei kommt auch die Tatsache zum Tragen, dass das Pflaster über eine spezielle Schicht aus Hydrogel verfügt. Das spezielle Gel am Pflaster trocknet, anders als beim klassischen, stationären Ultraschallgerät, nicht aus.

Erste Tests am MIT mit überzeugenden Ergebnissen

Natürlich testete das Forscherteam sein Ultraschallpflaster im Briefmarkenformat auch direkt aus. Hierbei kamen nach Angaben der Wissenschaftler gesunde Probanden zum Einsatz. Man versah unterschiedliche Bereiche des Körpers mit den Pflastern. Im Anschluss daran sollten die Probanden keineswegs liegen bleiben. Vielmehr sollten sie ihrem normalen Tagesablauf nachgehen. Dazu gehörte neben Laufen und Stehen auch Sport wie Fahrradfahren und sogar Gewichtheben. Trotz Bewegung konnten die Wissenschaftler über die 48 Stunden hinweg einen hoch aufgelösten Blick ins Innere der Testpersonen werfen. Die Erkenntnisse sollen beeindruckend gewesen sein. So konnte das Forscherteam nicht nur einen gezielten Blick auf Organe wie das Herz oder den Magen werfen. Auch die Bewegungen von Blutgefäßen konnte man offenbar sehr gut nachvollziehen.

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Dabei sprechen die Forscher davon, dass die hohe Auflösung die Ultraschalltechnik in ein neues Zeitalter führen könnte. Schließlich waren Blicke in tieferliegende Körperregionen problemlos möglich. So soll man beispielsweise bei den Gewicht hebenden Probanden sogar kleinste Schäden in der Muskulatur gesehen haben, die im Zuge des Trainings entstanden. Das könnte nach Angaben des MIT vor allem im Profisport entscheidende Trainingsvorteile mit sich bringen. So könnte man mit perfektem Timing den Zeitpunkt abpassen, in dem eine Überlastung droht. Damit würden Krämpfe und starker Muskelkater ausgeschlossen werden. Folglich befinden sich die Einsatzbereiche nicht nur im Bereich der Medizin.

Langer Weg bis zur Marktreife?

Trotz der beeindruckenden Ergebnisse, die das MIT bereits jetzt vorweisen kann, scheint es noch ein langer Weg zu sein, bis wir die Ultraschallpflaster in der Praxis sehen werden. Ein Schritt der unbedingt noch zurückgelegt werden muss ist beispielsweise eine drahtlose Arbeitsweise. Bislang war das Pflaster stets per Kabel ausgestattet. Doch das MIT möchte nicht nur das. Nach Angaben des Forscherteams versucht man wohl auch, automatisierte Diagnosen zu ermöglichen. Dafür steht noch die Entwicklung einer künstlichen Intelligenz bevor, die zur Interpretation der Bilder in der Lage ist.

Ein Beispiel, wo dies zur Anwendung kommen könnte, ist bei Problemschwangerschaften. Hier könnte man das Baby dauerhaft überwachen. Dies scheint ein weiteres Beispiel dafür zu sein, wie uns der technische Fortschritt nicht nur bei der Digitalisierung, sondern auch in anderen Bereichen weiterbringt – So auch in der Medizin. Erst kürzlich berichteten wir darüber, wie ein Roboter eine OP-Übung besser absolvierte als ein erfahrener Chirurg. Obendrein gab es Anfang des Jahres einen Durchbruch bei der Heilung von Querschnittsgelähmten. Elektroden am Rückenmark können diesen nämlich wieder zum Laufen verhelfen.

Jens Scharfenberg

Gaming und Technik waren stets meine Leidenschaft. Dies hat sich bis heute nicht geändert. Als passionierter "Konsolero" und kleiner "Technik-Geek" begleiten mich diese Themen tagtäglich.

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