一种用于药物的超声波投影仪

基于芯片的技术，产生具有高分辨率和强度的声音配置文件可以为超声治疗创造新的选择，这将变得更加有效和更容易。由Peer Planck智能系统和斯图加特大学的同伴菲舍尔领导的研究人员开发了一个投影机，灵活地用相对较少的技术努力调制三维超声场。因此，可以通过更高的分辨率和声压产生动态声压轮廓而不是电流技术允许。它很快就会更容易地定制对个体患者的超声轮廓。超声的新医疗应用甚至可能出现。

超声波广泛用作医药和材料科学中的诊断工具。它也可以治疗。例如，在美国，子宫和前列腺的肿瘤被高功率处理超声波。超声通过对患病组织的特异性加热破坏癌细胞。全球的研究人员正在使用超声波对抗肿瘤和大脑的其他病理变化。

“为了避免损害健康组织，必须精确地塑造声压剖面，”马克斯·普朗克智能系统研究所研究小组组长、斯图加特大学教授皮尔·费舍尔解释说。在大脑中，为病变组织量身打造一个密集的超声场有点困难。这是因为skullcap扭曲了声波。Fischer集团的研究人员开发的空间超声调制器（SUM）应该有助于解决这种情况，使超声处理在其他情况下更有效和更容易。它允许甚至非常强烈的超声波的三维形状与高分辨率变化 - 并且具有比目前调制超声轮廓所需的技术努力更少。

高强度声压分布，10,000像素

传统方法改变具有多个单独声源的声场，其波可以叠加并彼此移位。然而，由于各个声源不能均小型化，所以这些声压轮廓的分辨率限制在1000像素。然后，声音发射器如此小，声压足以用于诊断而非治疗目的。通过新技术，研究人员首先产生超声波，然后独立调制其声压型材，基本上杀死两只鸟。

“通过这种方式，我们可以使用更强大的超声波传感器，”博士后凯梅尔德解释说，凯梅尔德是开发总和的团队的一部分。“由于一个带有10,000像素的芯片调制超声波，我们可以生成一个更精细的分辨配置文件。”

“为了调节声压曲线，我们利用水和空气的不同声学特性，”费克集团的博士后博士·莫说，在开发新和技术方面是有助于开发新的技术。“虽然超声波通过液体阻止，但它完全被气泡反射。”

来自斯图加特的研究小组因此构建了一个缩略图大小的芯片，他们可以通过电解(即用电将水分解成氧和氢)在一个薄薄的水膜上的10000个电极产生氢气泡。每个电极的边缘长度都小于十分之一毫米，可以单独控制。

用超声波的图片展示

如果您用换能器（一种微型扬声器）通过芯片发送超声波，它通过芯片通过阻尼。但一旦声波用氢气击中水，就继续通过液体行驶。与掩模一样，这在气泡所在的点处产生声压轮廓。为了形成不同的声音型材，研究人员首先将氢气泡沫远离芯片，然后以新图案产生气泡。

研究人员展示了如何准确和可变的超声波通过在声压轮廓的图片展示中写字母表来进行超声波工作。为了使字母可见，它们在各种声压型材中捕获了微粒。根据声音模式，粒子将自己设置为单个字母。

药物测试有机体模型

对于类似图像，科学家与同伴Fischer，Kai Melde和Zhichao MA合作，先前用声压轮廓布置了微粒，它们使用略微不同的技术建模。他们使用特殊的塑料模板来使压力曲线变形超声波就像全息图一样，将小粒子——以及液体中的生物细胞——排列成所需的图案。然而，塑料全息图只提供静态图像。对于每一个新图案，他们必须做一个不同的塑料模板。使用超声波投影仪，斯图加特团队能够产生一个新的声音轮廓大约10秒钟。

“使用其他芯片，我们可以显著提高帧速率，”全息图开发团队的负责人Kai Melde说。

该技术不仅可以用于诊断和治疗目的，还可以用于生物医学实验室。例如，将细胞安排到有机体模型中。“这种有机体能够有效的活性药物成分测试，因此可以至少部分地替代动物实验”，“费斯说。

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