為什麼要量測血液流動?
血液循環全身，它的流速和流量，可以是很多疾病的徵兆。或許有人有在醫院內接受頸部動脈量測血流的經驗，臨床上的確有這樣的超音波設備可以檢查血液流動，反應血管堵塞的狀況。這是已經有的技術。只是需要專門的人員來操作特定的機器，出報告判讀。血流的速度和流量能輔助診斷心血管疾病，包括像是血栓、心臟瓣膜問題、血液循環狀況和推估動脈是否有栓塞，以上都是可能導致中風的因素。聽起來這個血液流速的指標，真的有點意義喔!
超音波貼片
這麼有意義的生理指標，可以隨時都監測著嗎?隨時，就是希望即時反映問題。新式的超音波貼片來了!真的是貼片。UC San Diego的研究員開發了可以貼在皮膚上的超音波貼片，期待即時監測血流。這個開發的重點，在於感測器的設計，能偵測到皮膚以下14cm深度的地方，而且是非侵入式的量測喔!精確度也不錯。一支原子筆的長度，就大概15cm左右，14cm這樣的深度可以偵測深層的組織和心臟、腦等器官。
簡言之，這個開發的特點是在於突破穿戴式電子產品的限制，因為穿戴式產品通常有偵測範圍的限制。這個開發所設計的超音波束是能夠調控的，可以依據不同角度傾斜或者轉向對著身體的某個區域，而不是只能作用在貼片下方的區域而已。這個新開發的皮膚貼片感測器，能偵測大過這個感測器面積的區域。
貼片設計的優點&原理
之所以設計為皮膚貼片，材料要薄、有延展性，可拉伸的高分子材料，因此能貼在皮膚上。內嵌有陣列式毫米尺寸大小的超音波傳感器。每一個傳感器都能單獨被電腦控制，這種超音波稱作陣列式超音波(ultrasound phased array)。 它提供兩種主要運作模式。第一種，所有的傳感器可以同步一起傳遞超音波，如此以產生高強度的超音波束，可以聚焦在體內14cm深度的位置。另一種模式，可以控制傳感器，讓他能夠轉向到不同的角度。如此可以在保有高準確度的狀況，同時監測血流，也可以針對某個器官來監測。目前這個超音波陣列有12×12個傳感器。當電流通過傳感器，會震動發出超音波然後穿透皮膚到達身體內。當超音波穿過某個主要的血管，這時候遇到血液中紅血球流動。這樣的移動或偏移的訊號會回傳到貼片上，產生血流的視覺紀錄。也就是應用我們知道的都卜勒頻移(Doppler Frequency Shift)。同樣這樣的原理也可以應用在對心臟壁的監控。
還差一步，如何無線傳輸?
目前這樣的皮膚超音波貼片，有和醫院現行、相同功能的量測設備比較過量測數值，比較時將貼片貼在脖子的頸動脈這個位置來比較，數據顯示結果和醫院現有的設備相當。這整個研究非常重要的是穿戴式陣列超音波感測器的開發。除了醫療用，陣列式超音波已經廣泛被用在工業上，作為非侵入式診斷的工具。但這篇研究是把這樣的應用轉換為貼片、穿戴式的設計。不過研究團隊也說明到，這個貼片要真的能給消費者使用，還有很長的路。因為他現在還需要有線連接電源和一台外接的設備，只是這個貼片的設計概念已經完成，接下來就是設法讓它可以無線傳輸囉!
參考文章: UC San Diego News Center, Nature Biomedical Engineering
