Wetenschappers van de Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) heeft een nieuw ultrasoonapparaat ontwikkeld dat scherpere beelden produceert door middel van 3D-geprinte lenzen.

Met duidelijkere beelden, artsen en chirurgen kunnen meer controle en precisie hebben bij het uitvoeren van niet-invasieve diagnostische procedures en medische operaties.

Het nieuwe apparaat zal nauwkeurigere medische procedures mogelijk maken waarbij ultrageluid wordt gebruikt om tumoren te doden, bloedstolsels losmaken en medicijnen afleveren in gerichte cellen.

Dit innovatieve ultrasone apparaat is uitgerust met superieure harslenzen die 3D-geprint zijn.

In de huidige ultrasone machines, de lens die de ultrasone golven focusseert, is beperkt tot cilindrische of bolvormige vormen, de helderheid van de beeldvorming beperken.

Met 3D-printen, complexe lensvormen kunnen worden gemaakt wat resulteert in scherpere beelden. Met de 3D-geprinte lenzen kunnen ultrasone golven op meerdere plaatsen worden gefocust of de focus speciaal op een doel worden gevormd, waar de huidige ultrasone apparaten niet toe in staat zijn.

Industriepartners die commerciële toepassingen willen ontwikkelen

Het nieuwe ultrasone apparaat is ontwikkeld door een multidisciplinair team van wetenschappers, onder leiding van universitair hoofddocent Claus-Dieter Ohl van NTU's School of Physical and Mathematical Sciences.

Het ultrasone apparaat heeft strenge tests ondergaan en de bevindingen zijn gepubliceerd in: Technische Natuurkunde Brieven , een peer-reviewed tijdschrift door een toonaangevend wereldwijd wetenschappelijk instituut - het American Institute of Physics.

Met deze doorbraak het NTU-team is nu in gesprek met verschillende industrie- en zorgpartners die prototypes voor medische en onderzoekstoepassingen willen ontwikkelen.

Universitair hoofddocent Claus-Dieter Ohl zei:"Bij de meeste medische operaties, precisie en niet-invasieve diagnosemethoden zijn cruciaal. Dit nieuwe apparaat bepaalt niet alleen de focus van de golf, maar ook de vorm, het verlenen van grotere nauwkeurigheid en controle aan artsen."

Huidige beperkingen overwinnen

Ultrasone golven worden geproduceerd door geluidsgolven af ​​te vuren op een glazen oppervlak of 'lens' om hoogfrequente trillingen te creëren.

In conventionele ultrasone apparaten, de resulterende warmte zorgt ervoor dat de lens snel uitzet, het genereren van hoogfrequente trillingen die ultrasone golven produceren.

Met lenzen die 3D geprint zijn, het nieuwe ultrasone apparaat overwint de beperkingen van glas. Op maat gemaakte en complexe 3D-geprinte lenzen kunnen worden gemaakt voor verschillende doelen, wat niet alleen resulteert in een betere beeldvorming, maar zijn goedkoper en gemakkelijker te produceren.

"3D-printen vindt het productieproces opnieuw uit, waardoor unieke en complexe apparaten kunnen worden gemaakt. Beurtelings, de manier waarop medische hulpmiddelen worden gemaakt, moet worden heroverwogen. Dit is een opwindende ontdekking voor de wetenschappelijke gemeenschap omdat het nieuwe deuren opent voor onderzoek en medische chirurgie, " zei Assoc Prof Ohl.

Deze doorbraak maakt gebruik van een markt voor echografie die naar verwachting zal groeien tot ongeveer US$ 6,9 miljard in 2020. Er wordt ook verwacht dat het nieuwe medische technieken en onderzoeksmogelijkheden zal bevorderen in gezondheidswetenschappen zoals chirurgie, en biotechnologie.

Bijvoorbeeld, onderzoekers kunnen de geluidsgolven gebruiken om elastische eigenschappen van cellen in een petrischaaltje te meten, zien hoe ze reageren op krachten. Dit zal bijvoorbeeld handig zijn om onderscheid te maken tussen schadelijke en goedaardige tumorcellen.

"Dit is een veelbelovende doorbraak, die mogelijk aanzienlijke klinische voordelen biedt, ook op het gebied van kankerbeeldvorming. Deze technologie heeft het potentieel om beeldvervormingen te verminderen en een nauwkeuriger onderscheid te maken tussen kanker en niet-kankerachtig zacht weefsel, " zei adjunct-assistent-professor Tan Cher Heng, LKCMedicine Lead for Anatomy &Radiology en Senior Consultant bij de afdeling Diagnostische Radiologie van het Tan Tock Seng Hospital.