Ультразвуковые технологии будущего

Группой ученых Техасского сельскохозяйственного и инженерного университета во главе с профессором факультета биомедицинской инженерии В. Яковлевым был создан новый высокотехнологичный материал, благодаря которому появилась возможность в корне изменить качество и разрешение ультразвукового изображения. Результаты этой работы были опубликованы на страницах рецензируемого научного журнала «Advanced Materials».

Полученный композит, относящийся к категории метаматериалов с искусственно созданной периодической структурой, имеет несомненные преимущества перед традиционной ультразвуковой технологией, которая основана на преобразовании ультразвуковых волн в электрические сигналы. Он способен модифицировать ультразвуковые волны в оптические сигналы, позволяющие избежать ограничений, связанных с чувствительностью преобразователя и диапазоном частот. Со слов ученого, это очень важно для получения отчетливого изображения.

Благодаря высокой пропускной способности появилась возможность с высокой точностью отслеживать изменения расстояния акустических волн. При этом за счет повышения чувствительности увеличивается глубина проникновения в ткани и, как следствие, появляется возможность генерировать изображение, которое невозможно получить традиционными методами. Таким образом, композит позволит УЗ сканерам увидеть то, что ранее было от них скрыто. Благодаря ему можно значительно расширить возможности ультразвука, нашедшего свое широкое применение во многих отраслях медицины.

На сегодняшний день результаты исследований ещё не готовы для практического применения, однако у ученых не возникает сомнений, что использование нового материала позволит в разы повысить качество выполнения УЗИ.

В своем интервью Яковлев отметил, что новый композит состоит из золотых наностержней, встроенных в полипиррол (полимер). При попадании оптического сигнала в метаматериал, он реагирует на входящие УЗ волны, изменяясь под их воздействием. После этого преобразованный сигнал считывается специальным датчиком, анализирующим изменение его оптических свойств, а затем формируется изображение высокого разрешения.

Полученный материал, по словам ученого, обладает уникальными качествами и не имеет аналогов в природе. Он отличается повышенной чувствительностью и позволяет проводить исследования в диапазоне от 0 до 150 МГц, тогда как при применении традиционной технологии уже при частоте 50 МГц чувствительность заметно снижается.

По мнению Яковлева, первой сферой практического применения нового композита станет биомедицинская индустрия.

Вернуться к ленте новостей