MIT พัฒนาแผ่นเจลอัลตราซาวนด์ ให้ภาพชัดเทียบเท่าการอัลตราซาวนด์ด้วยเครื่องทั่วไป

นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (Massachusetts Institute of Technology หรือ MIT) สร้างวิธีการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์แบบใหม่ โดยการพัฒนาแผ่นเจลแบบแปะผิว ที่สามารถถ่ายภาพอวัยวะภายในได้เหมือนการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์แบบเดิม ๆ ซึ่งในระยะแรกของการพัฒนา นักวิจัยเน้นไปที่การส่องกระเพาะปัสสาวะ แต่ก็สามารถปรับให้ถ่ายภาพอวัยวะภายในอื่น ๆ ได้ 

ทั้งนี้การอัลตราซาวนด์แบบปัจจุบันที่ได้รับความนิยมทั่วโลก จำเป็นต้องมีการดำเนินการในโรงพยาบาล ผู้ป่วยจะต้องทาเจลนำไฟฟ้า จากนั้นบุคลากรทางการแพทย์จะใช้อุปกรณ์ทรานสดิวเซอร์ (Transducer) เคลื่อนไปตามบริเวณที่ต้องการ ทรานสดิวเซอร์จะปล่อยคลื่นเสียงความถี่สูงเข้าสู่ร่างกาย และเมื่อคลื่นเหล่านี้พบกับเนื้อเยื่อหรือโครงสร้างที่แตกต่างกัน ก็จะถูกสะท้อนกลับไปยังทรานสดิวเซอร์ จากนั้นทรานสดิวเซอร์จะแปลงคลื่นสะท้อนเหล่านี้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งใช้ในการสร้างภาพโครงสร้างภายในของร่างกาย

แต่กระบวนการที่ยุ่งยากเหล่านี้อาจกำลังเปลี่ยนแปลงไป เพราะนักวิจัยจาก MIT ได้พัฒนาแผ่นแปะอัลตราซาวนด์ที่ปรับเปลี่ยนได้ (Conformable ultrasound bladder patch หรือ cUSB-Patch) ขึ้นมา โดยได้เริ่มทดลองใช้ในการอัลตราซาวนด์กระเพาะปัสสาวะก่อน ภายในแผ่นเจลประกอบด้วยแผ่นยางซิลิโคน และฝังอาร์เรย์อัลตราซาวนด์ไว้ 5 จุด ซึ่งทำจากวัสดุที่นักวิจัยพัฒนาขึ้นมาใหม่ อาร์เรย์ถูกจัดวางเป็นรูปตัวเอ็กซ์ (X) เพื่อให้สามารถครอบคลุมพื้นที่ได้กว้างและทั่วถึง แผ่นเจลจะมีความยาว 12 เซนติเมตรและกว้าง 8 เซนติเมตร มีความเหนียวและยึดเกาะตามธรรมชาติของเจล สามารถติดและถอดออกได้ง่าย ด้วยความที่แผ่นเจลมีขนาดใหญ่และครอบคลุมพื้นที่ได้กว้าง จึงไม่จำเป็นต้องใช้แรงกดเหมือนที่ใช้กับทรานสดิวเซอร์ และไม่จำเป็นต้องใช้เจลนำไฟฟ้าด้วย

นักวิจัยได้ทดสอบความสามารถของ cUSB-Patch ในการวัดปัสสาวะในกระเพาะปัสสาวะ โดยใช้กับผู้ป่วย 20 ราย อายุระหว่าง 18 - 64 ปี มีค่าดัชนีมวลกาย (BMI หรือ Body Mass Index) ที่หลากหลาย โดยถ่ายภาพ 3 ช่วง คือตอนที่มีปัสสาวะเต็มกระเพาะปัสสาวะ มีปัสสาวะบางส่วน และไม่มีปัสสาวะเลย ผลลัพธ์พบว่าภาพที่ได้จาก cUSB-Patch สามารถเทียบได้กับภาพที่ถ่ายด้วยเครื่องอัลตราซาวนด์ทั่วไป และใช้ได้กับผู้ป่วยทุกรายโดยไม่คำนึงถึง BMI

ทั้งนี้การแสดงภาพอัลตราซาวนด์ยังต้องแสดงบนเครื่องอัลตราซาวนด์แบบทั่วไปอยู่ แต่นักวิจัยกำลังพัฒนาให้แผ่นเจลนี้สามารถแสดงภาพบนสมาร์ตโฟนได้ 

สำหรับสาเหตุที่ต้องโฟกัสไปที่การอัลตราซาวนด์กระเพาะปัสสาวะก่อนในระยะ เนื่องจากได้แรงบันดาลใจมาจากน้องชายของคานัน ดักเดวิเรน (Canan Dagdeviren) หนึ่งในทีมวิจัย ซึ่งน้องชายของเขาถูกวินิจฉัยว่าเป็นมะเร็งไต จนต้องผ่าตัดไตออก และทำให้มีปัญหาในการขับถ่ายยูเรียออกจากกระเพาะปัสสาวะ โดย cUSB-Patch ช่วยตรวจสอบปริมาตรของกระเพาะปัสสาวะ ทำให้ประเมินสุขภาพและความสมบูรณ์ของไตได้ 

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสารเนเจอร์ อิเล็กทรอนิกส์ (Nature Electronics) เมื่อวันที่ 16 พฤศจิกายน 2023 นับว่าเป็นความหวังใหม่ในการติดตามและวินิจฉัยโรค ซึ่งในอนาคต นักวิจัยตั้งเป้าว่าจะพัฒนาแผ่นเจลนี้ให้สามารถอัลตราซาวนด์อวัยวะอื่น ๆ เช่น ตับอ่อน ตับ หรือรังไข่ได้ ซึ่งตำแหน่งและความลึกของอวัยวะต่าง ๆ มีความแตกต่างกัน จึงต้องมีการปรับความถี่ของสัญญาณอัลตราซาวนด์และวัสดุอื่น ๆ ต่อไป 

ที่มาข้อมูล Newatlas, MIT, Nature

ที่มารูปภาพ MIT