新加坡南洋理工大学的科学家开发了一种新的超声波设备,通过3d打印透镜产生更清晰的图像。
有了更清晰的图像,医生和外科医生在进行非侵入性诊断程序和医疗手术时,可以更好地控制和精确。
新设备将允许更精确的医疗程序,包括使用超声波杀死肿瘤,松开血块,并将药物输送到目标细胞。
这种创新的超声设备配备了3D打印的高级树脂透镜。
在目前的超声仪器中,聚焦超声波的透镜被限制为圆柱形或球形,限制了成像的清晰度。
有了3D打印技术,复杂的镜头形状可以产生更清晰的图像。3D打印透镜允许超声波聚焦在多个位置,或将焦点专门塑造到一个目标,这是目前的超声波机器无法做到的。
行业合作伙伴热衷于开发商业应用
这种新型超声设备是由南洋理工大学物理与数学科学学院的克劳斯-迪特尔副教授领导的一个多学科科学家团队开发的。
该超声波装置经过了严格的测试,研究结果发表在《应用物理快报》上,这是由全球领先的科学研究所——美国物理研究所——出版的同行评审期刊。
有了这一突破,南洋理工大学的团队现在正在与各个行业和医疗保健合作伙伴进行谈判,这些合作伙伴正在研究开发医疗和研究应用的原型。
“在大多数医疗手术中,精确和无创的诊断方法是至关重要的。这种新颖的设备不仅决定了波的焦点,而且还决定了波的形状,为医疗从业者提供了更高的准确性和控制能力。”
克服当前的限制
超声波是通过向玻璃表面或“透镜”发射声波产生高频振动而产生的。
在传统的超声仪器中,产生的热量会使透镜迅速膨胀,产生高频振动,从而产生超声波。
这种新型超声设备的镜头是3D打印的,克服了玻璃的限制。定制和复杂的3D打印镜头可以为不同的目标,这不仅导致更好的成像,但更便宜和更容易生产。
“3D打印重塑了制造过程,使独特而复杂的设备得以创造。相应地,医疗设备的制造方式也需要重新思考。这对科学界来说是一个令人兴奋的发现,因为它为研究和医疗外科打开了新的大门。”
这一突破进入了超声市场,预计到2020年该市场将增长到约69亿美元。预计它还将促进外科手术和生物技术等健康科学领域的新医疗技术和研究机会。
例如,研究人员可以利用声波来测量培养皿中细胞的弹性特性,观察它们对力的反应。例如,这将有助于区分有害和良性肿瘤细胞。
“这是一个非常有希望的突破,可能会带来重大的临床利益,包括在癌症成像领域。这项技术有可能减少图像失真,并更准确地区分癌变软组织和非癌变软组织,”谭道生医院放射诊断科高级顾问、LKCMedicine解剖学和放射学主任Tan Cher Heng说。
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