האם מתמר האולטרסאונד השקוף הרגיש ביותר יעשה מהפכה בטכנולוגיית ההדמיה הביו-רפואית?

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


'מערכת הדמיה כפולה-מודאלית אולטרסאונד-פוטואקוסטית' משלבת ניגודיות הדמיה מולקולרית עם הדמיית אולטרסאונד, והיא יכולה להמחיש מידע מולקולרי ומבני בתוך הגוף בזמן אמת ללא קרינה מייננת. יתרון זה נותן לו את הפוטנציאל לשפר את האבחנה הרפואית על ידי אספקת מידע פיזיולוגי והיסטולוגי מגוון, תוך הבטחת דיוק ובטיחות גבוהים יותר למטופלים. עם זאת, שילוב מסלול אופטי ואולטרסאונד תמיד מפחית את ביצועי המערכת במתמרי אולטרסאונד קונבנציונליים. לכן, מתמר חדש שיכול להשיג אינטגרציה פשוטה וחלקה הוא חיוני ליישום מעשי.

פרסומת

פרופסור Chulhong Kim (המחלקה להנדסת חשמל, המחלקה להנדסת IT בהתכנסות, המחלקה להנדסת מכונות, ובית הספר למדע וטכנולוגיה של התכנסות), ד"ר Seonghee Cho (המחלקה להנדסת חשמל), ודוקטורט. המועמדת מינסו קים (המחלקה להנדסת IT בהתכנסות) באוניברסיטת פוהאנג למדע וטכנולוגיה (POSTECH), התייחסה לאתגרים הגלומים במערכות אולטרה-סאונד-פוטו-אקוסטיות קונבנציונליות על ידי פיתוח מתמר קולי חדש שקוף (TUT) המציג ביצועים גבוהים. ממצאי המחקר שלהם פורסמו ב-'תקשורת טבע.'

מתמר אולטרסאונד משדר או מקבל אולטרסאונד. מתמרי אולטרסאונד קונבנציונליים מיוצרים בדרך כלל תוך שימוש במספר שכבות אטומות כדי למקסם את הביצועים האקוסטיים, ולא ניתן לשלב אותם בצורה חלקה במסלולי אור. מגבלה בסיסית זו תמיד מפחיתה את הביצועים של מערכות אופטיות ואולטרסאונד כאחד. בעוד שפרויקטי מחקר רבים לאחרונה חוקרים באופן פעיל את השימוש בחומרים שקופים ב-TUTs כדי לטפל בבעיה זו, השגת שקיפות וביצועים אקוסטיים מיטביים בכל שכבות המתמר ממשיכה להיות בעיה.

מחקר זה מדגים חומר שקוף באמצעות מרוכב סיליקון דו חמצני (SiO2)-אפוקסי ומחיל אותו על TUT חדש. ה-TUT החדש מציג שקיפות אופטית יוצאת דופן (>80%) ושומר על אותו רוחב פס (±30% בתדר המרכזי) כמו מתמרי אולטרסאונד אטומים קונבנציונליים.

השימוש ב-TUT החדש במערכת האולטרה-סאונד-פוטו-אקוסטית כפול-מודאלי הביא ליחסי עומק לרזולוציה, עולים על 500 עבור הדמיית אולטרסאונד ו-370 עבור הדמיה פוטו-אקוסטית. יחסים אלה גבוהים פי שלושה עד שישה מאלה של מערכות בודדות פוטו-אקוסטיות מסורתיות. יש לציין, מחקר זה שובר את הגבול המקובל של יחס עומק לרזולוציה של 200 במחקר פוטו-אקוסטי, ומשיג 370.

מערכת הדמיה זו גם ביצעה בקלות הדמיה מבנית ותפקודית מורכבת של בעלי חיים ובני אדם.

פרופסור POSTECH Chulhong Kim הביע את האופטימיות שלו וקבע, "היישום של טכנולוגיה זו משתרע על פני מכשירים רפואיים שונים, וכולל משימות כמו שימוש בגירוי אור למניפולציה של תאים, שימוש בניתוח לייזר להסרת גידול, ושימוש באולטרסאונד לבדיקת שאריות רקמות". הוא הוסיף, "השאיפה שלנו היא שהמחקר הזה יהיה מועיל בתחומים מגוונים כולל אלה המשתמשים בחיישנים אולטרה סאונד ואופטיים כמו מכשירים ניידים ורובוטיקה".

המחקר נערך בתמיכת תכנית חוקרים באמצע הקריירה, תכנית מלגות Sejong, תכנית מו"פ של מכשור רפואי ממשלתי, BK21, פרויקט BRIDGE והתכנית למכוני מחקר מרכזיים לאוניברסיטאות של קרן המחקר הלאומית של קוריאה.



קישור לכתבת המקור – 2024-03-11 20:59:12

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר