CZY MOŻLIWE SĄ BADANIA ULTRASONOGRAFICZNE Z CZĘSTOTLIWOŚCIĄ 10 HERCÓW?

Im szerszy zakres fal akustycznych odtwarzanych przez aparat USG, tym wyższa jakość obrazu wyświetlanego na monitorze urządzenia. Nowoczesne urządzenia pracują z częstotliwością około 20000000 herców, co umożliwia wizualizację dużych struktur (narządów, guzów, naczyń krwionośnych, przepływu krwi). Wystarczy wyobrazić sobie, jak zwiększą się możliwości ultrasonografu, jeśli moc emitera ultradźwięków zostanie zwiększona 1000 razy?

Ultrasonograf pracujący z ultra wysoką częstotliwością

Dziś czołowi eksperci pracują nad stworzeniem całkowicie nowej metody diagnostyki ultradźwiękowej - badań w nanoskali. Utrwalanie i przetwarzanie fal akustycznych o częstotliwości 10 gigaherców pozwoli sonografom nie tylko osiągnąć niespotykaną dotąd wyrazistość obrazu, ale także badać struktury podpowierzchniowe. Warto podkreślić, że istniejące mikroskopy optyczne i urządzenia elektryczne, które są aktywnie wykorzystywane, nie są w stanie poradzić sobie z tym zadaniem

Urządzenia ultradźwiękowe przyszłości: złote struktury w nanoskali

Przełomu w tej dziedzinie dokonali pracownicy Lawrence Livermore National Laboratory Departamentu Energii USA. Badaczom udało się stworzyć prototyp urządzenia, które odtwarza fale ultradźwiękowe w nanopasmach (zaledwie 10 GHz). Głównym elementem złożonego mechanizmu są złote plazmoniczne nanostruktury w kształcie krzyża, które przekształcają ukierunkowaną wiązkę laserową w akustyczne fonony mikrofalowe. W przyszłości innowacyjna technologia ma wszelkie szanse na migrację do medycyny sprzętowej. Oczekuje się, że zostanie ona zintegrowana z każdym urządzeniem ultrasonograficznym.

Według specjalistów z Lawrence Laboratory w Barkley, obiecujący rozwój z pewnością przyda się w dziedzinie diagnostyki i praktyki terapeutycznej. W przeciwieństwie do obrazowania optycznego, zastosowanie urządzeń akustycznych działających w nanoskali pozwoli na badanie ludzkiego ciała bez powodowania uszkodzeń. Ultradźwięki o ultrawysokiej częstotliwości mogą zapewnić nieniszczące testowanie materiałów. Fonony o ultrawysokiej częstotliwości z łatwością przenikają przez warstwy aberracyjne, co obecnie jest poza możliwościami nawet fotonów. Ponadto fonony akustyczne wykorzystują krótkie długości fal, co skutkuje znacznie wyższą rozdzielczością końcowego obrazu w diagnostyce ultradźwiękowej.

Naukowcy zgodnie twierdzą, że najtrudniejszym zadaniem było stworzenie sprzętu, który będzie w stanie rozpoznać drgania ultradźwiękowe o częstotliwości 10 000 herców. Teraz, gdy prototyp został już opracowany, pozostaje czekać na wprowadzenie technologii do seryjnych stacjonarne i przenośne ultrasonografy!

Oleksiy Stakhiv, MD, BiMedis