Theo dõi thai nhi trong trường hợp mang thai nguy cơ cao bằng miếng dán siêu âm.

Dưới đây là tóm lược nội dung nghiên cứu về miếng dán siêu âm đeo được dùng để theo dõi các thai kỳ nguy cơ cao:

1. Bối cảnh và Giải pháp

• Siêu âm được sử dụng rộng rãi để theo dõi thai nhi nhưng bị giới hạn ở các đánh giá ngắt quãng (snapshot) và phụ thuộc vào bác sĩ siêu âm.
• Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một miếng dán siêu âm có thể đeo được (gọi là UPatch) nhằm theo dõi liên tục và tự động các cấu trúc giải phẫu cũng như huyết động học của thai nhi.

2. Thiết kế và Công nghệ của UPatch

• UPatch sử dụng vật liệu composite PZT-5H 1-3 tần số 2.5-MHz kết hợp với lớp nền bằng epoxy dẫn điện.
• Kỹ thuật cắt đa rãnh siêu vi (super multipass dicing) giúp tăng 25% chiều rộng phần tử và cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu thêm 7.2 dB.
• Tích hợp thấu kính âm thanh giúp giảm 25% chiều rộng chùm tia tiêu cự và đưa độ sâu tiêu cự về mức 10 cm để tương đương với các thiết bị siêu âm lâm sàng.
• Lồng Faraday mềm bao bọc hoàn toàn các phần tử cảm biến, giúp giảm nhiễu điện từ 11.7 dB Hz⁻¹.
• Thiết bị có độ tương thích cơ học cao, có thể uốn cong và uốn quanh bụng mẹ mà không cản trở cử động của thai phụ ở các tư thế khác nhau.

3. Công nghệ theo dõi mạch máu tự động

• Khác với siêu âm truyền thống cần người vận hành chỉnh tay, UPatch sử dụng thuật toán dựa trên phân đoạn hình ảnh để tự động nhận diện và theo dõi các mạch máu đang di chuyển (như dây rốn).
• Thuật toán này xác định các tín hiệu có nhịp đập bằng cách tính toán phương sai cường độ điểm ảnh của Doppler màu qua các khung hình liên tiếp, từ đó ghi nhận trọng tâm không gian làm cổng đo mẫu (sample gate).
• Nhờ vậy, thiết bị thu thập được quang phổ lưu lượng máu liên tục theo thời gian thực mà không bị mất tín hiệu ngay cả khi thai nhi hoặc thai phụ cử động mạnh.

4. Đánh giá tính an toàn và độ chính xác

• UPatch đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn của AIUM, BMUS và FDA, với chỉ số cơ học và chỉ số nhiệt đều nằm ở mức an toàn cho phép đối với việc theo dõi thai nhi liên tục.
• Thử nghiệm cho thấy nhiệt độ bề mặt thiết bị tăng chưa đến 0.7°C dù hoạt động liên tục suốt 48 giờ.
• Trong nghiên cứu xác thực trên 62 thai phụ, kết quả đo lường của UPatch có mức độ đồng thuận rất cao so với thiết bị siêu âm lâm sàng cầm tay đối với các chỉ số như tỷ lệ tâm thu/tâm trương, chỉ số đập (pulsatility index), chỉ số kháng và nhịp tim thai nhi.

5. Kết quả theo dõi lâm sàng

• Thiết bị đã được dùng để theo dõi liên tục lưu lượng máu dây rốn của 52 thai phụ.
• Dữ liệu theo dõi liên tục giúp thiết lập các đường cơ sở cá nhân hóa, từ đó phân biệt được những biến động sinh lý nhất thời với tình trạng suy thai kéo dài.
• Dựa trên các chỉ số Doppler thu thập được, thiết bị đã phân loại thành công các thai kỳ nguy cơ cao (như thai nhỏ so với tuổi thai, tiền sản giật, đái tháo đường thai kỳ và tăng huyết áp thai kỳ) so với thai kỳ khỏe mạnh.
• Trong một trường hợp mắc tiền sản giật, UPatch đã chỉ ra mức độ nghiêm trọng của tình trạng suy thai, hỗ trợ bác sĩ đưa ra quyết định sinh mổ sớm để ngăn ngừa thai chết lưu.
• Trong tương lai, việc kết hợp UPatch với mạch vi mạch thu nhỏ có thể giúp thiết bị hoạt động hoàn toàn không dây, mang lại sự di động tối đa cho thai phụ.