Przyszłość odbija się w szklanych kulkach

Ultrasonografia to proste, bezbolesne, nieinwazyjne badanie, ale ma swoje ścisłe ograniczenia, związane głównie z tzw. limitem dyfrakcyjnym: fale o wysokiej częstotliwości mają dużą głębokość penetracji (przenikają głęboko do tkanek pacjenta), ale dają stosunkowo niską rozdzielczość obrazu. Im niższa częstotliwość, tym lepsza rozdzielczość, ale mniejsza głębokość penetracji, co wynika z dużego rozpraszania i zaniku krótkich fal.

Rozwiązaniem tego problemu mogłyby być specjalne markery – fizyczne mikrostruktury, których zadaniem jest wychwytywanie fal, odbijanie ich w kierunku detektora i zwiększanie efektywności obrazowania.

Taki właśnie system opisało dwóch naukowców z University of Wisconsin-Madison w USA w „Science Advances”. Idea znaczników nie jest nowa, ale dotychczas naukowcom zależało, by znaczniki akumulowały się w konkretnych miejscach. Te opisane ostatnio – szklane sfery o średnicy 5–30 µm, wypełnione powietrzem i zawieszone w wodzie – mogą być w ciągłym ruchu.

W eksperymencie użyto silikonowej rurki, mającej symulować prawdziwe naczynia krwionośne. Wprowadzono do niej dwa druciki, które miały „udawać” zmiany patologiczne, a na koniec przepuszczono przez naczynie płyn imitujący krew, zawierający szklane mikrosfery.

Następnie autorzy przeprowadzili obrazowanie USG z użyciem fal o częstotliwości 5 MHz. Potem zastosowali zaprojektowane przez siebie metody obliczeniowe do rekonstrukcji uzyskanego obrazu i porównali go z wynikami uzyskanymi metodami tradycyjnymi. Wykazali, że używanie mniejszych sfer o wyższym stężeniu oraz zwiększanie liczby pomiarów poprawia rozdzielczość i kontrast uzyskiwanych obrazów. A przy tym wyniki były zdecydowanie lepsze niż te uzyskiwane tradycyjnie – niepozwalające na wykrycie i zidentyfikowanie obu drucików.

Autorzy uważają, że ich system – stosunkowo tani i bardzo prosty w użyciu – może znaleźć zastosowanie nie tylko w medycynie, ale także w sonarach i innych urządzeniach używanych w geofizyce.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.