УЗИ-сканеры за $100
Все современные ультразвуковые сканеры используют датчики с пьезоэлектрическими кристаллами, которые способны генерировать электрический заряд при взаимодействии с ультразвуковыми колебаниями. Эти кристаллы являются "сердцем" ультразвуковых устройств, но их производство сложное и дорогостоящее. И стоимость кристаллов является основной причиной, почему сканеры для УЗИ все еще дороги.
Канадские исследователи из университета в Британской Колумбии смогли заменить дорогостоящие кристаллы в датчике миниатюрными барабанными преобразователями из полимерной смолы, которые существенно дешевле в производстве. Причем, новые датчики на базе этой технологии (polymer capacitive micro-machined ultrasound transducers, polyCMUT) не только значительно дешевле, но существенно более энергоэффективные - для их питания достаточно напряжения в 10 вольт. Это означает, что их можно встраивать в очень маленькие медицинские устройства, включая имплантаты, а также использовать в портативных ультразвуковых сканерах, получающих питание от обычного смартфона, который будет при этом использоваться как визуализирующее устройство при УЗИ. Информация об этой разработке опубликована в журнале Microsystems and Nanoengineering.
Традиционные барабанные преобразователи, как правило, изготавливаются на основе жестких кремниевых материалов. Изготовление в таком виде требует дорогостоящих производственных процессов, тщательного контроля окружающей среды. Используя полимерную смолу, специалистам удалось воспроизвести полимерные емкостные микро-моделированные ультразвуковые преобразователи в условиях сокращения количества этапов изготовления. Также использовалось минимальное количество оборудования, что привело к значительной экономии затрат.
Сонограммы, полученные при помощи новых датчиков, отличаются высоким качеством и, по мнению специалистов, выглядели даже более подробными, чем традиционные сонограммы, воспроизводимые пьезоэлектрическими преобразователями.
По мнению исследователей, с использованием этой технологии можно снизить стоимость обычных ультразвуковых сканеров до $100, что в свою очередь значительно расширит сферу использования таких устройств.
В дальнейшем канадские исследователи планируют заняться разработкой широкого спектра прототипов и тестированием модернизированных устройств в клинических условиях.
