Sensor de ultrasonido portátil ofrece tratamiento no invasivo sin cirugía

Los sensores flexibles convencionales a menudo no logran enfocar el ultrasonido con precisión ni mantener un rendimiento estable cuando se doblan para adaptarse a los contornos del cuerpo. Un nuevo enfoque permite crear un sensor de ultrasonido que se adapta al cuerpo y conserva una alta potencia de salida y un rendimiento estable, a la vez que proporciona ultrasonido enfocado para imágenes y terapia.

Investigadores del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología Avanzada (KAIST, Daejeon, Corea del Sur) utilizaron técnicas de fabricación de sistemas microelectromecánicos para crear un transductor ultrasónico capacitivo micromecanizado que puede alternar entre estados flexibles y rígidos. El dispositivo integra una aleación de bajo punto de fusión en su estructura. Al calentarse eléctricamente, la aleación se ablanda, permitiendo que el sensor se doble libremente; al enfriarse, se solidifica y fija el dispositivo en una forma curva fija, adaptada a la anatomía del objetivo.

A diferencia de las membranas ultrasónicas basadas en polímeros, que presentan baja rigidez y una salida acústica débil, el nuevo diseño combina un sustrato de silicio rígido con un puente de elastómero flexible. Esta arquitectura híbrida permite una emisión ultrasónica potente sin perder la adaptabilidad mecánica. Al ajustar la curvatura directamente dentro del dispositivo, el sensor puede enfocar la energía ultrasónica automáticamente sin depender de una compleja electrónica de formación de haz, lo que simplifica el diseño del sistema y mejora la fiabilidad durante las flexiones repetidas.

Las pruebas de rendimiento demostraron que el sensor mantiene características eléctricas y acústicas estables incluso después de múltiples ciclos de flexión. Su salida acústica alcanza niveles consistentes con el ultrasonido focalizado de baja intensidad, adecuado para una estimulación terapéutica segura. Los resultados de experimentos con animales, publicados en npj Flexible Electronics, demostraron que la estimulación ultrasónica dirigida y no invasiva del bazo redujo la inflamación y mejoró la movilidad en modelos de artritis.

La combinación de la capacidad de imagen de alta resolución y la administración de ultrasonido terapéutico abre nuevas oportunidades para los sistemas médicos portátiles, incluyendo la monitorización a largo plazo y el tratamiento domiciliario. Gracias a la compatibilidad de esta tecnología con la fabricación estándar de semiconductores, se puede producir en masa a gran escala. Los trabajos futuros ampliarán el diseño a matrices de sensores bidimensionales, lo que permitirá la obtención simultánea de imágenes y la terapia, y respaldará el desarrollo de plataformas inteligentes de ultrasonido portátil de próxima generación.

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KAIST