加州大學聖地亞哥分校的一組工程師創造了一個可拉伸的超聲波陣列，可以對人體皮膚表面以下4厘米深處的組織進行無創、串行的三維成像。這種創新方法擁有0.5毫米的空間分辨率，與目前的技術相比，它提供了一個更加擴展的非侵入性解決方案，並增強了足夠的穿透深度。

這項研究來自加州大學聖地亞哥分校雅各布斯工程學院的納米工程教授Sheng Xu的實驗室，他也是這項研究的主要作者。該研究結果最近發表在《自然-生物醫學工程》雜誌上。

“我們發明了一種可穿戴設備，可以經常評估人體組織的硬度，”徐小組的博士後研究員和研究的共同作者胡宏杰說。”特別是，我們將一個超聲元件陣列集成到一個柔軟的彈性體基體中，並使用波浪形蛇形可拉伸電極連接這些元件，使該設備能夠符合人體皮膚，以便對組織剛度進行連續評估。”

彈性成像監測系統可以為深層組織提供連續的、非侵入性的、三維的機械性能圖。這有幾個關鍵的應用：

在醫學研究中，病理組織的序列數據可以提供關於疾病進展的關鍵信息，如癌症，它通常會導致細胞變硬。

監測肌肉、肌腱和韌帶可以幫助診斷和治療運動損傷。

目前對肝臟和心血管疾病的治療，以及一些化療藥物，可能會影響組織的硬度。連續彈性成像可以幫助評估這些藥物的療效和交付。這可能有助於創造新的治療方法。

除了監測癌症組織外，這項技術還可以應用於其他情況：

監測肝臟纖維化和肝硬化。通過使用這項技術評估肝臟纖維化的嚴重程度，醫療專家可以準確地跟踪疾病的進展，並確定最合適的治療方案。

評估肌肉骨骼疾病，如肌腱炎、網球肘和腕管綜合症。通過監測組織僵硬度的變化，這項技術可以為這些疾病的進展提供寶貴的見解，使醫生能夠為他們的病人制定個性化的治療計劃。

心肌缺血的診斷和監測。通過監測動脈壁彈性，醫生可以發現病情的早期跡象，並及時做出乾預，防止進一步的損害。

可穿戴式超聲貼片完成了傳統超聲的檢測功能，也突破了傳統超聲技術的局限性，如一次性檢測，只能在醫院內檢測，需要工作人員操作。

“這使患者能夠隨時隨地持續監測他們的健康狀況，這可以幫助減少誤診和死亡，並通過提供一種非侵入性的、低成本的傳統診斷程序的替代方案而大幅削減成本。這種新的可穿戴超聲技術浪潮正在推動醫療監測領域的變革，改善病人的治療效果，降低醫療成本，並促進護理點診斷的廣泛採用，”一名訪問學生和研究的共同作者馬玉祥說。”隨著這項技術的不斷發展，我們很可能會在醫學成像和醫療監測領域看到更多的重大進展”。

該陣列與人體皮膚相吻合，並與之進行聲學耦合，從而實現了與磁共振彈性成像技術相驗證的精確彈性成像。

在測試中，該設備被用來繪製體內外組織楊氏模量的三維分佈圖，在酸痛發生之前檢測志願者肌肉的微觀結構損傷，並在物理治療期間監測肌肉損傷的動態恢復過程。

該裝置由一個16乘16的陣列組成。每個元件由1-3個複合元件和一個由銀-環氧樹脂複合材料製成的背襯層組成，旨在吸收過度的振動，擴大帶寬並提高軸向分辨率。