Медики смогут ставить диагноз с помощью наноультразвука

Ультразвуковая техника давно и повсеместно применяется при изучении состояния и строения отдельных органов либо тела в целом, как в случае с исследованиями плода. Теперь ученые адаптируют ультразвук к тому, чтобы исследовать ткани на клеточном уровне. Новая технология работает за счет аппаратуры, содержащей в себе уменьшенные в тысячи раз по сравнению с существующими системами компоненты. Она, без сомнения, продвинет наше понимание функций и жизни отдельной клетки далеко вперед. Наконец станет возможной диагностика различных нарушений уже в момент их зарождения. В этом случае многие тяжелые болезни будет легче не только находить и лечить, но и предотвращать.

В ультразвуковых исследованиях человек использует высокочастотные волны от 20 кГц и выше. Человеческое ухо их не распознает. В медицинской ультразвуковой аппаратуре используется специальный электрический преобразователь размером со спичечную коробку, который позволяет издавать звуковые волны на высоких частотах — в 100−1000 раз превышающих обычную. Сотрудники Ноттингемского университета (University of Nottingham), Великобритания, спроектировали миниатюризированную версию описанной технологии, применяя крошечные преобразователи, которые по размеру в 500 раз меньше ширины человеческого волоса. Они способны генерировать звуковые волны в диапазоне гГц.

Доктор Мэтт Кларк (Matt Clark), один из авторов изобретения, сказал: «Исследуя механические свойства живой клетки ультразвуком, мы сможем почерпнуть огромное количество информации о ее структуре и способах функционирования. Но это, между прочим, прыжок в неизвестность, поскольку такого люди еще не достигали. Существует еще одна немаловажная причина того, что наше открытие до сих пор остается в рамках лабораторного исследования. Для производства новых ультразвуковых аппаратов существует огромная техническая проблема.

Чтобы произвести хотя бы один аппарат, нужно сначала изготовить нанопреобразователи. Это значит, что нам нужно взять преобразователь размером со спичечную коробку и уменьшить его до наномасштабов. Как прикрепить к такому преобразователю электрический провод? Мы планируем решить ряд подобных проблем путем создания оптического устройства, использующего для производства ультразвука лазерный свет, а не поток электронов. Тогда мы сможем обсуждать массовое производство нанопреобразователей».

Данная технология может применяться не только в медицине. Ее можно использовать также в промышленности — для проверки качества и состава самых разнообразных материалов на предмет микроскопических дефектов, которые могут вредить функциональности и безопасности использования.