|
Ультразвуковая технология вскоре может испытать значительное обновление, которое позволило бы ей производить высококачественные изображения с высоким разрешением, благодаря развитию новой ключевой материал группой исследователей, которая включает профессора Техаs & M University .
Материал, который преобразует ультразвук в оптические сигналы, которые могут быть использованы для получения изображения, является результатом совместных усилий профессора Texas A & M Владислава Яковлева и исследователей из Королевского колледжа в Лондоне, Королевский университет в Белфасте и университета штата Массачусетс Лоуэлл . Их результаты опубликованы в текущем выпуске Advanced Materials .
(На фото выше: профессор Яковлев рассматривает прототип датчика, который преобразует ультразвук в оптические сигналы.)
Инженерных материалов, известных как "метаматериал", предлагает значительные преимущества по сравнению с традиционной технологией ультразвука, который генерирует изображения путем преобразования ультразвуковых волн в электрические сигналы, Яковлев объясняет. Несмотря на то, что передовые технологии на протяжении многих лет - думать о улучшении УЗИ изображения - она по-прежнему в значительной степени ограничен пропускной способностью и чувствительностью ограничения, говорит он. Эти ограничения, добавляет он, были главным препятствием, когда речь идет о производстве высококачественных изображений, которые могут служить мощными диагностическими инструментами.
Метаматериал, разработанный Яковлевым и его коллегами не подлежит этим ограничениям, в первую очередь потому, что он преобразует ультразвуковые волны в оптические сигналы, а не электрические. Оптическая обработка сигнала не ограничивает пропускную способность и чувствительность датчика (преобразователя) - и это важно для получения высокой степенью детализации изображения, Яковлев говорит.
"Высокая пропускная способность позволяет вам пробовать изменения расстояния акустических волн с высокой точностью", отмечает Яковлев. "Это переводит на изображение, которое показывает более подробно. Большая чувствительность позволяет видеть глубже в ткани, предполагая, у нас есть потенциал для создания изображений, которые, возможно, ранее не было возможно с обычной технологии ультразвука. "
Другими словами, этот новый материал может позволить ультразвуковым приборам, чтобы увидеть то, что они еще не были в состоянии видеть. Это продвижение могло бы значительно укрепить технология, которая используется в различных биомедицинских приложений. Помимо того, что используется для визуализации плода при помощи штатных и аварийных, ультразвук используется для диагностических целей в случаях травм и даже как средство разрушения тканей и ускорения действия лекарств терапии.
Хотя исследования Яковлева еще не готова к интеграции в ультразвуковой технологии, он успешно продемонстрировал, как традиционная технология может быть существенно улучшена с помощью нового материала инженерных созданные его командой, отмечает он.
Материал, отмечает он, состоит из золотых наностержней, встроенных в полимер, известный как полипирол. Оптический сигнал посылается в этот материал, где он взаимодействует и изменяется от входящих ультразвуковых волн до прохождения через материал.
"Мы разработали материал, который позволит оптической обработки сигналов ультразвука," Яковлев говорит. "Подобного материала не существует в природе, поэтому мы спроектировали материал, который будет обеспечивать свойства которых мы нуждались. Он имеет более высокую чувствительность и широкий пропускной способности. Мы можем перейти от 0-150 МГц без ущерба для чувствительности. Современные технологии обычно испытывает существенное снижение чувствительности около 50 МГц.
"Этот метаматериал может эффективно преобразовывать акустические волны в оптический сигнал без ограничения пропускной способности датчика, и его потенциал биомедицинских приложений представляет собой первую практическую реализацию этого метаматериала", считает Яковлев.
|
