Розроблено крихітний чіп, що дозволяє отримати 3-D зображення в реальному часі зсередини серця і кровоносних судин
Дослідники з Технологічного інституту Джорджії розробили мікроскопічне електронний пристрій, яке забезпечує виробництво високоякісної тривимірної зйомки все, що знаходиться всередині серця і судин кровоносної системи людини. Об'ємні зображення, одержувані в режимі реального часу, дозволять хірургів, які проводять операції на серці, діяти швидше і впевненіше, провести очищення внутрішніх поверхонь посудин без необхідності хірургічного втручання та виконати ряд інших тонких дій, що вимагають високої точності і швидкості роботи медичного персоналу.
Пристрій складається з матриці крихітних ультразвукових мікропристроїв, які разом з обробної електронікою упаковані кремниевом чіпі, розміром 1.4 міліметра. Наявність ланцюгів попередньої обробки дозволяє сигналах, одержуваним від більш ніж ста елементів, бути переданими через 13 микропроводников, що з'єднують чіп з центральним пристроєм. Малі габарити пристрою і товщина з'єднувальних микропроводников дозволяють безперешкодно вводити всю конструкцію всередину серця і відносно товстих кровоносних судин, що забезпечує більш якісне і докладне зображення, яке містить більше корисної інформації, ніж традиційна поперечна ультраскопия.
Досвідчений зразок чіпа може забезпечити передачу зображення з частотою 60 кадрів в секунду. Таке швидкодія стало можливим завдяки використанню ємнісних мікромеханічних ультразвукових перетворювачів (capacitive micromachined ultrasonic transducer, CMUT). Ці перетворювачі розбиті на дві функціональні групи, 56 перетворювачів виступають в якості джерел ультразвуку, а 48 - у якості приймачів. Вбудована система обробки сигналів дозволять з допомогою перетворювачів, сформованих у вигляді двох концентричних кілець, реалізувати дві різні технології зйомки.
Електронна система реалізує також функції енергозбереження, відключаючи непотрібні в даний момент випромінювачі і датчики. У середньому пристрій, що працює на частоті 20 МГц, споживає 20 мілліватт енергії, що дозволяє скоротити кількість тепла, що виділяється усередині кровоносної системи людини.
В даний час досвідчений зразок чіпа-сканера проходить програму випробувань на тварин, але, в кінцевому рахунку, застосування цієї технології буде отримано дозвіл відповідних органів та буде організована компанія, яка займеться виробництвом таких чіпів, спільно з центральними пристроями і відповідним програмним забезпеченням. А поки що дослідники працюють над мініатюризацією пристрою, що дозволить переміщати його всередині серця та судин за допомогою металевого дроту, діаметром всього в 400 мікрон.