软金属用于宽带超声波聚焦通过 Aberration 层
Erqian Dong1,2,3, Tianye Zhang1, Jinhu Zhang1
1Key Laboratory of Underwater Acoustic Communication and Marine Information Technology of the Ministry of Education, College of Ocean and Earth Sciences, Xiamen University, Xiamen, China.
Nature communications
|January 2, 2025
概括
研究人员开发了一种使用微粉粒来克服偏差层的软金属,使宽带超声波聚焦通过人类头骨模型. 这项创新提高了用于医疗应用的横超声波强度.
科学领域:
- 声学 声学 在声学方面
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 超材料是什么?超材料是什么?
背景情况:
- 异常层 (AL) 阻碍了在医学超声波等领域的能量传输.
- 传统材料与宽带超声波扎,通过异质层聚焦,如人类头骨.
研究的目的:
- 引入一个反相编码方法,使用可调节的软金属.
- 为了使超声波聚焦能够穿透异质偏差层.
主要方法:
- 应用有效介质理论来确定弹性体中微颗粒的折射率.
- 制造的软金属用于宽带频率传输 (50 kHz到0.4 MHz).
- 通过3D打印的人类头骨模型和ex vivo跨膜超声波实验来测试金属.
主要成果:
- 通过模拟的偏差层实现了宽带超声波传输.
- 在ex vivo测试中,与未聚焦的传感器相比,在焦点上观察到9.3dB的强度增强.
- 证明了软金属能够克服异常层所带来的挑战的能力.
结论:
- 软金属,集成软材料,超材料和梯度折射率,有效地穿透异常层.
- 这项技术在深度大脑刺激,非破坏性评估和高分辨率超声波成像方面具有先进应用的潜力.
- 这项研究突出了超声波通过复杂的生物组织聚焦的新方法.
