Wearable elastography for ambulatory monitoring of tissue mechanics

用于组织力学动态监测的可穿戴弹性成像

基本信息

  • 批准号:
    10726529
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 59.45万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-09-21 至 2026-09-20
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Abstract/Summary Mechanical properties of tissues are important biometrics for disease diagnosis and management. Yet, accessing such data with high accuracy levels during ambulatory activities is not well investigated. Elastography or tomography methods are standard-of-care technologies for detecting tissue mechanics with high resolution, but the complex and bulky setup poses a big challenge for precise measurements on moving subjects. Existing portable or wearable technologies need professional calibration at target locations as well as needing a confined, static testing condition. The accuracy drops when the subjects move, making the assessment especially challenging in long-term, in-home settings. Here, we propose to develop a wireless, wearable elastography device for ambulatory monitoring of tissue mechanics. We will invent a real-time, calibration-free elastography method based on the measurement of pulsed surface waves from an array of skin-mounted accelerometers. We will build an optimized, broadband actuation-sensing mechanism on a wireless, soft electronics platform, which can be securely mounted to the body surface at various anatomical locations. The heterogeneous hard-soft materials integration strategy will enable wearable electronics for excitation and detection of elastic waves propagating at the skin-air interface. An automated algorithm, based on spectral wave analysis, is calibration- free and insensitive to variance in signal amplitudes originating from, for example, motion artifacts. The untethered, soft-patch electronics that can tightly conform to the body surface, together with the motion- insensitive algorithm, will allow for ambulatory monitoring of tissue mechanics immune to intensive physical activities. We will thoroughly test the wearable elastography device accompanied by a cloud-based analysis platform for high-throughput detection of mechanical parameters on tissue-mimicking phantoms and moving subjects. We will validate the performance of the device against the ground-truth measurement from dynamic mechanical analysis or ultrasound elastography. The accumulated preliminary data from this project will pave the way for further work leading to clinical translations of this technology.
项目摘要/摘要 组织的机械性能是疾病诊断和管理的重要生物识别技术。然而, 在门诊活动期间访问以高精度水平访问此类数据。弹性 或断层扫描方法是用于检测具有高分辨率组织力学的标准技术, 但是,复杂而笨重的设置对移动受试者进行精确测量构成了巨大的挑战。现存的 便携式或可穿戴技术需要在目标位置进行专业校准,并且需要限制, 静态测试条件。当受试者移动时,精度会下降,特别是评估 在长期的家庭环境中具有挑战性。在这里,我们建议开发无线,可穿戴的弹性图 卧床监测组织力学的设备。我们将发明实时无校准的弹性图 基于从皮肤安装的加速度计阵列的脉冲表面波测量的方法。我们 将在无线,软电子平台上建立优化的,宽带致敏的机制,该机制 可以在各种解剖位置牢固地安装在身体表面上。异质性硬soft 材料集成策略将使可穿戴电子设备激发和检测弹性波 在皮肤空气界面传播。基于光谱波分析的自动化算法是校准的 自由且对信号幅度的差异不敏感,源自运动伪影。这 未经束缚的,软捕获的电子产品,可以紧密符合身体表面,并与运动 - 不敏感的算法,将允许对组织力学的卧床监测,以免疫密集型物理 活动。我们将彻底测试可穿戴的弹力图设备,并伴随基于云的分析 高通量检测机械参数的平台 主题。我们将根据动态验证设备的性能 机械分析或超声弹性图。该项目的累积初步数据将铺路 进一步工作的方式,导致该技术的临床翻译。

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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