在线观看www成人影院-在线观看www日本免费网站-在线观看www视频-在线观看操-欧美18在线-欧美1级

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

可拉伸的超聲換能器陣列實現(xiàn)深層組織3D成像

MEMS ? 來源:MEMS ? 2023-05-12 14:46 ? 次閱讀

利用超聲波檢查人體組織的生物力學(xué)特性,可以幫助檢測并管理病理生理狀況,跟蹤病變的演變,評估康復(fù)的進展。

據(jù)麥姆斯咨詢介紹,美國加州大學(xué)圣地亞哥分校(University of California San Diego)雅各布斯工程學(xué)院納米工程教授徐升領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊開發(fā)了一種可拉伸的超聲換能器陣列,能夠以0.5 mm的空間分辨率對人體皮膚表面以下深至4 cm的組織進行連續(xù)、非侵入性3D成像。這種新方法提高了皮膚穿透深度,有望為當前的人體組織檢查方案提供一種非侵入性的長期替代技術(shù)。

這項研究成果已經(jīng)以“Stretchable ultrasonic arrays for the three-dimensional mapping of the modulus of deep tissue”為題發(fā)表于近日出版的Nature Biomedical Engineering期刊。論文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41551-023-01038-w

“我們發(fā)明了一種能夠連續(xù)評估人體組織硬度的可穿戴傳感器件。”徐升教授研究小組的博士后研究員、論文共同作者Hongjie Hu說,“值得注意的是,我們將一組超聲換能器陣列集成到柔軟的彈性基體中,并利用波浪形可拉伸電極連接這些換能器,使其能夠貼合人體皮膚,從而實現(xiàn)對組織硬度的連續(xù)評估。”

這種超聲彈性成像監(jiān)測系統(tǒng)可以為深層組織提供連續(xù)、非侵入性的3D力學(xué)特性映射,具有多種重要的潛在應(yīng)用:

- 在醫(yī)學(xué)研究中,病理組織的連續(xù)檢測數(shù)據(jù),可以提供有關(guān)疾病進展的關(guān)鍵信息,例如腫瘤通常會導(dǎo)致細胞變硬。

- 監(jiān)測肌肉、肌腱和韌帶,有助于診斷和治療運動損傷。

- 目前對肝臟和心血管疾病的治療,以及一些化療藥物,可能會影響組織硬度。連續(xù)彈性成像可以幫助評估這些藥物的療效和給藥情況,有助于開發(fā)新的治療方法。

除了監(jiān)測腫瘤組織,這項超聲成像技術(shù)還可以應(yīng)用于其它場景:

- 監(jiān)測肝纖維化和肝硬化。通過這項技術(shù)評估肝纖維化的嚴重程度,醫(yī)療人員可以準確跟蹤疾病的進展,確定最合適的治療方案。

- 評估肌肉骨骼疾病,例如肌炎、網(wǎng)球肘和腕管綜合征等。通過監(jiān)測組織硬度的變化,這項技術(shù)可以為這些疾病的進展提供有價值的洞察,使醫(yī)生能夠為患者制定個性化的治療計劃。

- 心肌缺血的診斷和監(jiān)測。通過監(jiān)測動脈壁彈性,醫(yī)生可以識別病情的早期跡象,并及時采取干預(yù)措施,防止進一步的損傷。

徐升教授實驗室:可穿戴超聲領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者

得益于技術(shù)的不斷進步以及臨床醫(yī)生過去幾十年來的辛勤工作,超聲成像技術(shù)受到了業(yè)界的持續(xù)關(guān)注。徐升教授實驗室被認為是該領(lǐng)域的早期開拓者和領(lǐng)導(dǎo)者,尤其是在可穿戴超聲領(lǐng)域。該實驗室致力于開發(fā)穩(wěn)定的便攜式器件,使其可拉伸、可穿戴,推動了醫(yī)療監(jiān)測領(lǐng)域的變革。

可穿戴超聲貼片可以實現(xiàn)傳統(tǒng)超聲成像技術(shù)的檢測功能,還突破了傳統(tǒng)超聲成像技術(shù)的局限性,例如一次性檢測,僅能在醫(yī)院內(nèi)檢測,并且還需要專業(yè)人員操作等。

“我們的發(fā)明使患者能夠隨時隨地的連續(xù)監(jiān)測自己的健康狀況。”Hu表示。

這有助于減少誤診和死亡,并能夠通過提供一種非侵入性的低成本替代診斷方案來大幅降低醫(yī)療費用。

“這一波新的可穿戴超聲成像技術(shù)正在推動醫(yī)療監(jiān)測領(lǐng)域的變革,改善患者的預(yù)后,降低醫(yī)療成本,推動即時診斷的廣泛應(yīng)用。”徐升教授研究小組的交流生、該研究合著者Yuxiang Ma說,“隨著這項技術(shù)的進一步完善,我們有機會在醫(yī)學(xué)成像和醫(yī)療保健監(jiān)測領(lǐng)域看到更顯著的進展。”

這項技術(shù)如何實現(xiàn)

其超聲換能器陣列貼合人體皮膚并與之聲學(xué)耦合,從而實現(xiàn)經(jīng)磁共振彈性成像驗證的精確彈性成像。

在測試中,研究人員利用該器件測繪了體外組織楊氏模量的3D分布圖,檢測了志愿者肌肉在酸痛開始前的微觀結(jié)構(gòu)損傷,并監(jiān)測了理療過程中肌肉損傷的動態(tài)恢復(fù)過程。

aed8db22-f077-11ed-90ce-dac502259ad0.png

可拉伸的超聲換能器陣列工作原理、設(shè)計和制造

“我們選擇3 MHz作為超聲換能器的中心頻率。”Hu解釋稱,“中心頻率越高,空間分辨率越高,但是超聲波在組織中的衰減越強,因此選擇3 MHz既可以滿足高空間分辨率的要求,也能滿足極好的人體組織穿透能力。”

該器件由一個16 x 16超聲換能器陣列組成。每個單元由1-3復(fù)合元件和由銀-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制成的背襯層組成,該背襯層旨在吸收過度振動,拓寬帶寬,并提高軸向分辨率。

“相鄰單元中心之間的距離我們選擇了800?μm,這足以獲得高質(zhì)量的圖像,最大限度地減少來自相鄰單元的干擾,并使整個器件具有良好的可拉伸性。”該研究小組的另一位博士后研究員Xiaoxiang Gao說。

器件參數(shù)

尺寸:約23 mm x 20 mm x 0.8 mm
雙軸拉伸性:40%
穿透深度:大于4 cm
最高信噪比:28.4 dB
空間分辨率:0.5 mm
對比度分辨率:1.74 dB

aef40a1e-f077-11ed-90ce-dac502259ad0.png
生物樣本的驗證和連續(xù)監(jiān)測

克服挑戰(zhàn)

這種技術(shù)需要通過超聲波記錄樣本中散射粒子的運動,并基于歸一化互相關(guān)算法計算它們的位移場。散射粒子的尺寸非常小,導(dǎo)致反射信號微弱。要捕捉如此微弱的信號,需要非常靈敏的技術(shù)。

現(xiàn)有的制造方法涉及高溫粘合,這可能會對壓電材料中的環(huán)氧樹脂造成嚴重的、不可逆的熱損傷。結(jié)果會造成換能器元件的靈敏度顯著降低。

“為了克服這些挑戰(zhàn),我們開發(fā)了一種低溫粘合方法。”Hu介紹說,“我們用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂代替焊膏,使粘合可以在室溫下完成,而不會對元件造成任何損壞。此外,我們用相干平面波復(fù)合模式取代單一平面波傳輸模式,這提供了更多的能量來提高整個樣本的信號強度。通過這些策略,我們提高了器件的靈敏度,使其能夠很好地捕捉來自散射粒子的微弱信號。”

進一步完善,實現(xiàn)商業(yè)化

賓夕法尼亞大學(xué)博士后研究員、該研究合著者Dawei Song表述:“可以在這款器件上安裝一層已知模量的彈性體,即所謂的校準層,以進一步獲得組織模量的定量絕對值。這種方法將使我們能夠獲得有關(guān)組織生物力學(xué)特性的更完整信息,從而進一步提高超聲波設(shè)備的診斷能力。”

af4eb9e6-f077-11ed-90ce-dac502259ad0.png

人類遲發(fā)性肌肉酸痛的多點定位和連續(xù)監(jiān)測

此外,還可以采用先進的光刻、拾放以及劃片技術(shù)來進一步優(yōu)化陣列設(shè)計和制造,從而減少間距、擴大孔徑,以實現(xiàn)更高的空間分辨率和更寬的超聲窗口。

Gao表示:“我們還將與醫(yī)生合作在診所探索潛在的實際應(yīng)用。這款器件在高危人群密切監(jiān)測方面展示了巨大潛力,以便在緊急時刻進行及時干預(yù)。”





審核編輯:劉清

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 換能器
    +關(guān)注

    關(guān)注

    8

    文章

    347

    瀏覽量

    29550
  • 3D成像
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    98

    瀏覽量

    16116

原文標題:可拉伸的超聲換能器陣列實現(xiàn)深層組織3D成像

文章出處:【微信號:MEMSensor,微信公眾號:MEMS】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    一種大規(guī)模、3D可拉伸的電路制造

    可拉伸電子器件在醫(yī)療、顯示和人機交互等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用,實現(xiàn)多層集成可提高設(shè)備功能密度。然而,當前制造方法主要集中于小尺寸設(shè)備,難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求及大面積共形集成應(yīng)用的要求。擴大制造規(guī)模面臨挑戰(zhàn)
    的頭像 發(fā)表于 12-25 11:05 ?177次閱讀
    一種大規(guī)模、<b class='flag-5'>3D</b>且<b class='flag-5'>可拉伸</b>的電路制造

    TDC1000是否對超聲換能器有要求?

    使用示波器已檢測到正常的start stop trigger信號,TX1也檢測到相應(yīng)的發(fā)射信號,相對應(yīng)的,RX1也在相應(yīng)時間被拉高到VCOM,但是沒有檢測到接收到的超聲信號,TDC7200的時間寄存器無數(shù)據(jù),請問超聲換能器是否會
    發(fā)表于 12-11 07:36

    Sonair推出用于機器人避障的3D超聲波傳感器

    的替代品。這家總部位于挪威奧斯陸的公司表示,預(yù)計該3D超聲傳感器的售價將是激光雷達傳感器成本的50%至80%。 新型3D超聲波傳感器的成像
    的頭像 發(fā)表于 11-16 09:57 ?648次閱讀

    LG Display成功研發(fā)50%伸縮率可拉伸顯示屏

    近日,在LG科技園舉行的“可拉伸顯示器開發(fā)國家項目最終成果分享會”上,LG Display宣布了一項重大突破:成功研發(fā)出全球首款伸縮率高達50%的可拉伸顯示屏。
    的頭像 發(fā)表于 11-12 14:33 ?272次閱讀

    用于3D腦血管成像和腦血流動力學(xué)監(jiān)測的可穿戴超聲貼片

    美國加州大學(xué)圣地亞哥分校徐升副教授和團隊,開發(fā)出一種可穿戴超聲貼片,用于免手持的經(jīng)顱大腦血管成像和持續(xù)穩(wěn)定地監(jiān)測腦血流。 在該裝置中,該課題組采用2兆赫茲的低頻超聲波,以減少顱骨引起的信號衰減和相位畸變;加入銅網(wǎng)屏蔽層并采
    的頭像 發(fā)表于 11-09 11:22 ?613次閱讀
    用于<b class='flag-5'>3D</b>腦血管<b class='flag-5'>成像</b>和腦血流動力學(xué)監(jiān)測的可穿戴<b class='flag-5'>超聲</b>貼片

    傅里葉光場顯微成像技術(shù)—2D顯微鏡實現(xiàn)3D成像

    近年來,光場顯微技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,針對光場顯微鏡的改進和優(yōu)化也不斷出現(xiàn)。目前市場各大品牌的2D顯微鏡比比皆是,如何在其基礎(chǔ)上實現(xiàn)三維成像一直是成像領(lǐng)域的熱門話題,本次主要討論
    的頭像 發(fā)表于 10-31 08:05 ?380次閱讀
    傅里葉光場顯微<b class='flag-5'>成像</b>技術(shù)—2<b class='flag-5'>D</b>顯微鏡<b class='flag-5'>實現(xiàn)</b><b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>成像</b>

    射頻功率放大器在超聲換能器聲場特性校準中的應(yīng)用

    實驗名稱:基于水聽器法的超聲換能器聲場特性校準技術(shù)的研究研究方向:超聲換能器測試目的:超聲無損檢測是無損檢測領(lǐng)域重要的技術(shù)之一,而
    的頭像 發(fā)表于 08-01 11:39 ?741次閱讀
    射頻功率放大器在<b class='flag-5'>超聲</b><b class='flag-5'>換能器</b>聲場特性校準中的應(yīng)用

    柔軟可拉伸的新型3D打印材料可改善可穿戴傳感應(yīng)用

    的傳感器。 ? 研究人員開發(fā)的3D打印材料柔軟、可拉伸,具有與組織和器官相匹配的特性,而且可以自組裝。研究小組表示,他們的方法采用了一種新工藝,消除了過去制造方法的許多缺點,如導(dǎo)電性較差或器件故障等。 具體來說,研究人員
    的頭像 發(fā)表于 07-08 17:03 ?1.1w次閱讀

    一種制造高度可拉伸且可定制化的微針電極陣列的方法

    可拉伸微針電極陣列可以穿透生物表層組織,并與組織的運動形變相適應(yīng),以微創(chuàng)的方式對生物體內(nèi)部進行有針對性的傳感和電刺激。
    的頭像 發(fā)表于 05-09 11:33 ?760次閱讀
    一種制造高度<b class='flag-5'>可拉伸</b>且可定制化的微針電極<b class='flag-5'>陣列</b>的方法

    一種可實現(xiàn)穩(wěn)定壓力傳感的新型可拉伸電子皮膚

    現(xiàn)有的電子皮膚會隨材料拉伸而降低傳感精度。美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究人員開發(fā)出一種新型可拉伸電子皮膚,解決了這項新興技術(shù)的一個主要難題。
    的頭像 發(fā)表于 05-09 09:07 ?486次閱讀

    多尺度浸入式3D打印策略,用于人體組織和器官的精準制造

    生物3D打印技術(shù)被認為是實現(xiàn)復(fù)雜人體組織和器官構(gòu)建的最有前景的技術(shù)方案之一。近年來,浸入式墨水書寫技術(shù)作為生物3D打印的關(guān)鍵技術(shù)分支而備受矚目。
    的頭像 發(fā)表于 04-20 11:43 ?934次閱讀

    超聲換能器的參數(shù)、作用、原理

    超聲換能器被廣泛用于超聲波清洗設(shè)備中,通過超聲波振動可以有效地去除物體表面的污垢和雜質(zhì),實現(xiàn)高效、快速的清洗效果。
    的頭像 發(fā)表于 02-28 17:16 ?9131次閱讀
    <b class='flag-5'>超聲</b>波<b class='flag-5'>換能器</b>的參數(shù)、作用、原理

    寬帶放大器在CMUT陣列超聲反射成像研究中的應(yīng)用

      實驗名稱:CMUT陣列超聲反射成像研究   實驗原理:超聲斷層成像技術(shù)是通過物體外檢測到的超聲
    發(fā)表于 02-28 16:01

    超透鏡陣列實現(xiàn)下一代真3D近眼顯示器

    由于體積小、全視差、全彩顯示方便,更重要的是,通過消除會聚-調(diào)節(jié)沖突 (VAC) 實現(xiàn)真正的 3D 和更逼真的深度感知,所以集成成像顯示器成為最有前途的近眼顯示器 (NED) 之一。
    的頭像 發(fā)表于 01-24 13:38 ?799次閱讀
    超透鏡<b class='flag-5'>陣列</b>可<b class='flag-5'>實現(xiàn)</b>下一代真<b class='flag-5'>3D</b>近眼顯示器

    高精度彩色3D相機:開啟嶄新的彩色3D成像時代

    近年來,機器人技術(shù)的快速發(fā)展促使對3D相機技術(shù)的需求不斷增加,原因在于,相機在提高機器人的性能和實現(xiàn)多種功能方面發(fā)揮了決定性作用。
    的頭像 發(fā)表于 01-15 14:09 ?563次閱讀
    高精度彩色<b class='flag-5'>3D</b>相機:開啟嶄新的彩色<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>成像</b>時代
    主站蜘蛛池模板: 国外一级毛片| 高清毛片aaaaaaaaa片| 亚洲精品乱码久久久久久蜜桃图片| 69日本xxxxhd| www.婷婷色| bt天堂在线www种子搜索| 亚洲精品久| 久久免| 午夜高清免费观看视频| 午夜影视网站| 99青草青草久热精品视频| 18年大片免费在线观看| 国产一级特黄aa级特黄裸毛片| 中文天堂在线观看| 在线观看国产三级| 美女扒开腿让男人桶尿口| 99热都是精品| 手机在线黄色网址| 特级毛片免费视频播放| 亚洲电影在线| 日韩黄色免费| 激情综合五月亚洲婷婷| 久久瑟| 18视频免费网址在线观看| 大色视频| 天堂网资源www| 神马午夜嘿嘿嘿| 午夜看黄| xxxx黄色| 亚洲国产视频网| 伊人网站在线观看| 欧美在线色视频| 成zzzwww日本免费| 夜间视频在线观看| 亚洲精品久久久久午夜| freesexvideo性欧美医生护士| 国产一级特黄高清免费大片| 午夜视频在线观看国产www| 一级片免费看| 国产chinesetube| 欧美性一区|