Araştırmacılar ultra duyarlı geniş bantlı şeffaf bir ultrason dönüştürücü geliştirdi

Araştırmacılar ultra duyarlı geniş bantlı şeffaf bir ultrason dönüştürücü geliştirdi

'Ultrason-fotoakustik çift modlu görüntüleme sistemi', moleküler görüntüleme kontrastını ultrason görüntülemeyle birleştirir ve herhangi bir iyonlaştırıcı radyasyon olmadan vücut içindeki moleküler ve yapısal bilgileri gerçek zamanlı olarak görselleştirebilir. Bu avantaj, hastalara daha fazla doğruluk ve güvenlik sağlayarak, çeşitli fizyolojik ve histolojik bilgiler sağlayarak tıbbi teşhisleri geliştirme potansiyeli sağlar.

Ancak optik ve ultrason yolu entegrasyonu, geleneksel ultrason dönüştürücülerinde sistemin performansını her zaman azaltır. Bu nedenle, basit ve kesintisiz entegrasyon sağlayabilen yeni bir dönüştürücü, pratik uygulama için çok önemlidir.

Profesör Chulhong Kim (Elektrik Mühendisliği Bölümü, Yakınsama BT Mühendisliği Bölümü, Makine Mühendisliği Bölümü ve Yakınsama Bilimi ve Teknolojisi Okulu), Dr. Seonghee Cho (Elektrik Mühendisliği Bölümü) ve Ph.D. Pohang Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nde (POSTECH) aday Minsu Kim (Yakınsama BT Mühendisliği Bölümü), yüksek performans sergileyen yeni bir şeffaf ultrasonik dönüştürücü (TUT) geliştirerek geleneksel ultrason-fotoakustik sistemlerin doğasında bulunan zorlukları ele aldı.

Bir ultrason dönüştürücü, ultrasonu iletir veya alır. Geleneksel ultrason dönüştürücüleri genellikle akustik performansı en üst düzeye çıkarmak için birden fazla opak katman kullanılarak yapılır ve ışık yollarına kusursuz bir şekilde entegre edilemezler. Bu temel sınırlama her zaman hem optik hem de ultrason sistemlerinin performansını azaltır.

Pek çok yeni araştırma projesi, bu konuyu ele almak için TUT'larda şeffaf malzemelerin kullanımını aktif olarak araştırırken, şeffaflığın ve tüm dönüştürücü katmanlarında en iyi akustik performansın elde edilmesi sorun olmaya devam ediyor.

Bu araştırma, silikon dioksit (SiO2)-epoksi kompoziti kullanan şeffaf bir malzemeyi gösteriyor ve bunu yeni bir TUT'a uyguluyor. Yeni TUT olağanüstü optik şeffaflık (>%80) sergiler ve geleneksel opak ultrason dönüştürücülerle aynı bant genişliğini (merkez frekansında ±%30) korur.

Yeni TUT'un ultrason-fotoakustik ikili modlu sistemde kullanılması, ultrason görüntüleme için 500'ü ve fotoakustik görüntüleme için 370'i aşan derinlik-çözünürlük oranlarıyla sonuçlandı. Bu oranlar geleneksel fotoakustik tekli sistemlere göre üç ila altı kat daha yüksektir. Özellikle bu araştırma, fotoakustik araştırmalarda derinlik-çözünürlük oranı olan 200'lük geleneksel sınırı aşarak 370'e ulaştı.

Bu görüntüleme sistemi aynı zamanda canlı hayvanların ve insanların karmaşık yapısal ve fonksiyonel görüntülemesini de kolaylıkla gerçekleştirdi.

POBTEK Profesörü Kim iyimserliğini şöyle ifade etti: "Bu teknolojinin uygulaması, hücre manipülasyonu için ışık stimülasyonunun kullanılması, tümörün çıkarılması için lazer cerrahisinin kullanılması ve kalan dokuların incelenmesi için ultrasonun kullanılması gibi görevleri kapsayan çeşitli tıbbi cihazlara yayılmaktadır. Bu araştırmanın, mobil cihazlar ve robot bilimi gibi ultrason ve optik sensörlerin kullanıldığı alanlar da dahil olmak üzere çeşitli alanlarda faydalı olacağıdır."

Kaynak: Medical Xpress