09/10/2020

Detector de ultrassom é finalmente miniaturizado

Redação do Diário da Saúde
Detector de ultrassom é finalmente miniaturizado
O sensor de ultrassom usa circuitos fotônicos miniaturizados em um chip de silício de aproximadamente 3 mm x 6 mm - as finas gravações pretas na superfície do chip são os circuitos fotônicos que interconectam os detectores, que não são visíveis a olho nu.
[Imagem: Helmholtz Zentrum Muenchen/Roman Shnaiderman]

Miniaturização do ultrassom

Pesquisadores do Centro Helmholtz e da Universidade Técnica de Munique (Alemanha) desenvolveram o menor detector de ultrassom do mundo.

Com um tamanho 100 vezes menor do que um fio de cabelo humano, o novo detector consegue visualizar características muito menores do que é possível com os aparelhos atuais, levando ao que a equipe chama de "imagem de super-resolução".

Desde o desenvolvimento das imagens médicas de ultrassom, na década de 1950, a principal tecnologia de detecção das ondas de ultrassom usa sensores piezoelétricos, que convertem a pressão das ondas de ultrassom em variações de uma corrente elétrica.

A resolução da imagem depende do tamanho do detector piezoelétrico: A redução desse tamanho leva a uma resolução mais alta, permitindo discriminar detalhes no tecido. No entanto, reduzir demais o tamanho dos detectores piezoelétricos prejudica sua sensibilidade dramaticamente, tornando-os inutilizáveis para aplicações práticas.

Rami Shnaiderman e seus colegas usaram a tecnologia de chips de computador para criar um detector óptico ultraminiaturizado e de alta sensibilidade. Em vez de registrar a voltagem dos cristais piezoelétricos, o novo sensor monitora as mudanças na intensidade da luz que se propaga pelos circuitos fotônicos dentro do chip.

"É a primeira vez que um detector menor do que o tamanho de uma célula do sangue é usado para detectar ultrassom por meio da tecnologia de fotônica de silício," disse Shnaiderman. "Se um detector piezoelétrico fosse miniaturizado nesta escala, ele seria 100 milhões de vezes menos sensível."

Como a tecnologia tira proveito da robustez e da facilidade de fabricação dos chips de silício, um grande número de detectores pode ser produzido por uma pequena fração do custo dos detectores piezoelétricos, tornando viável sua produção em massa.

Checagem com artigo científico:

Artigo: A submicrometre silicon-on-insulator resonator for ultrasound detection
Autores: Rami Shnaiderman, Georg Wissmeyer, Okan Ülgen, Qutaiba Mustafa, Andriy Chmyrov, Vasilis Ntziachristos
Publicação: Nature
Vol.: 585, pages 372-378
DOI: 10.1038/s41586-020-2685-y
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