Forskare från Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) har utvecklat en ny ultraljudsenhet som ger skarpare bilder genom 3D-utskrivna linser.

Med tydligare bilder, läkare och kirurger kan ha större kontroll och precision när de utför icke-invasiva diagnostiska förfaranden och medicinska operationer.

Den nya enheten möjliggör mer exakta medicinska förfaranden som innebär användning av ultraljud för att döda tumörer, lossa blodproppar och leverera läkemedel till riktade celler.

Denna innovativa ultraljudsenhet är utrustad med överlägsna hartslinser som har tryckts i 3D.

I nuvarande ultraljudsmaskiner, linsen som fokuserar ultraljudsvågorna är begränsad till cylindriska eller sfäriska former, begränsa bildens tydlighet.

Med 3D-utskrift, komplexa linsformer kan göras vilket resulterar i skarpare bilder. De 3D-tryckta linserna gör att ultraljudsvågor kan fokuseras på flera platser eller forma fokus speciellt till ett mål, vilka nuvarande ultraljudsmaskiner inte kan göra.

Branschpartners vill utveckla kommersiella applikationer

Den nya ultraljudsenheten utvecklades av ett tvärvetenskapligt team av forskare, ledd av docent Claus-Dieter Ohl från NTU:s högskola för fysiska och matematiska vetenskaper.

Ultraljudsenheten hade genomgått omfattande tester och resultaten har publicerats i Tillämpad fysikbokstäver , en fackgranskad tidskrift av ett ledande globalt vetenskapligt institut-American Institute of Physics.

Med detta genombrott, NTU -teamet är nu i samtal med olika bransch- och vårdpartners som tittar på att utveckla prototyper för medicinska och forskningstillämpningar.

Docent Claus-Dieter Ohl sa:"I de flesta medicinska operationer, precision och icke-invasiva diagnosmetoder är avgörande. Denna nya enhet bestämmer inte bara vågens fokus utan också dess form, att ge läkare större noggrannhet och kontroll. "

Övervinna nuvarande begränsningar

Ultraljudsvågor produceras genom att skjuta ljudvågor mot en glasyta eller "lins" för att skapa högfrekventa vibrationer.

I konventionella ultraljudsmaskiner, den resulterande värmen gör att linsen expanderar snabbt, genererar högfrekventa vibrationer som producerar ultraljudsvågor.

Med linser som är 3D-tryckta, den nya ultraljudsenheten övervinner glasets begränsningar. Skräddarsydda och komplexa 3D-tryckta linser kan göras för olika mål som inte bara resulterar i bättre avbildning, men är billigare och lättare att producera.

"3D-utskrift uppfinner tillverkningsprocessen, möjliggör skapandet av unika och komplexa enheter. I tur och ordning, hur medicinsk utrustning skapas måste omprövas. Detta är en spännande upptäckt för det vetenskapliga samfundet eftersom det öppnar nya dörrar för forskning och medicinsk kirurgi, "sade Assoc Prof Ohl.

Detta genombrott hamnar på en ultraljudsmarknad som förväntas växa till cirka 6,9 miljarder US -dollar år 2020. Det förväntas också främja nya medicinska tekniker och forskningsmöjligheter inom hälsovetenskap som kirurgi, och bioteknik.

Till exempel, forskare kan använda ljudvågorna för att mäta elastiska egenskaper hos celler i en petriskål, se hur de reagerar på krafter. Detta kommer att vara användbart till exempel att skilja mellan skadliga och godartade tumörceller.

"Detta är ett mycket lovande genombrott, potentiellt erbjuder betydande kliniska fördelar, inklusive för cancerbildning. Denna teknik har potential att minska bildförvrängningar och mer exakt skilja cancer från icke-cancerös mjukvävnad, "säger adjunkt Tan Cher Heng, LKCMedicine Lead for Anatomy &Radiology och Seniorkonsult vid Institutionen för diagnostisk radiologi vid Tan Tock Seng Hospital.