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美国西北大学开发出一种微型器件可以用光检测超声波

2017-02-17 216浏览 标签: 美国超声波

2017年2月13日,美国西北大学McCORMICK工程学院宣布该校的科学家开发出了一种微小而又透明的装置,可以放入隐形眼镜中。这种装置具有光明的前途,有可能为生物医学、地质学等多个学科的科学探索提供帮助。


这种装置,叫做微环谐振探测器(Micro-ring resonator detector),可以确定血液流动的速度和氧代谢率。这些信息能够帮助诊断一些疾病,例如黄斑变性和糖尿病。

这种微环装置是基于Hao F. Zhang副教授于2006年在光声成像技术上取得的开创性成果,那项技术将声波和光波结合起来以形成生物材料的图像。这种成像技术广泛应用于基础生物学研究和临床诊断,从纳米细胞成像到人类乳腺癌筛查都有涉及。三年来,Zhang与Cheng Sun副教授合作,带领博士后研究员创造了这种微环谐振探测器。

Zhang说:“我们相信通过这种技术,光学超声检测方法将会在光声成像中发挥日益重要的作用,可用于视网膜(retina)和多种生物医学应用。”Sun说:“那时的超声检测装置通常笨重、不透明并且灵敏度不足。而且其带宽有限,只能捕获眼睛中发生的一部分情况。”

为了制造一种诊断装置能够检测眼底活动(measure biological activities at the back of the eye),研究人员需要开发一种完全不同的探测器:足够小使之能够用于人眼,足够软使之能集成到隐形眼镜上,并且能够产生数百兆赫的超高分辨率。经过近3年的工作,他们创造了这种塑料微环谐振器,这是一种透明装置,直径60微米高1微米。在西北大学、美国国立卫生研究院、阿贡国家实验室以及NSF的支持下,研究人员不断对这一设备进行改进。

除了医学领域的应用,这种设备甚至有望在地质学中用于研究地壳和地震。


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