Разработан акустический пинцет современного хирурга

Разработан акустический пинцет современного хирурга

Хирургам не придётся подвергаться сжатию и отправляться непосредственно в тело пациента, как описывалось научной фантастикой 1960-х годов. Тем не менее, современным хирургам доступно программирование специализированного набора миниатюрных звуковых излучателей для создания сложного звукового поля. Этим звуковым полем «захватываются» и подвергаются внутренние ткани нужных объектов – своеобразная манипуляция «акустическим пинцетом».

Звуковая левитация и манипулирование

Достижения в области «акустического пинцета», созданного учёными факультета машиностроения Бристольского университета, действительно направляют технологию на путь футуристически звучащей реальности. Последние разработки специалистов, отмеченные PNAS, впервые демонстрируют акустическую левитацию и манипулирование несколькими объектами одновременно.

Систему, в конечном итоге, предполагается использовать для акустического сшивания внутренних повреждений или для доставки лекарственных препаратов целевым органам. Теперь хирурги станут более универсальными. Несколько пар рук для перемещения предметов и выполнения сложных процедур – этот фактор открывает возможности, которых ранее попросту не существовало.

Звуком создаётся некоторая акустическая сила. Увеличением силы ультразвуковых волн, слишком высокочастотных для восприятия человеком, формируется звуковое поле достаточной силы, чтобы двигать небольшие по величине объекты. Применяется уникальный алгоритм, управляющий массивом из 256 микро-излучателей. Это даёт возможность хирургам создавать сложные акустические поля с функциями «пинцета».

«Акустический пинцет» обладает возможностями, аналогичными оптическому пинцету, где используется лазер, улавливающий микрочастицы с последующей транспортировкой. Тем не менее, «акустический пинцет» имеет преимущество перед оптическими системами, когда дело доходит до работы внутри тканей человека.

Лазеры способны распространяться лишь сквозь прозрачную среду, что затрудняет применение на биологических тканях. С другой стороны, ультразвук обычно используется при сканировании беременности и лечении камней в почках, поскольку ультразвук безопасно и неинвазивно проникает в биологические ткани.

Преимущественные стороны акустики

Преимущество звуковых устройств в 100 000 раз эффективнее оптических систем. Оптический пинцет — уникальная технология, но чревата гибелью перемещаемых клеток. Звук даёт аналогичный эффект, но использует значительно меньшее количество связанной энергии. Существует множество применений с клеточными манипуляциями и акустические системы подходят идеально.

Разработчики технологии утверждают — гибкость ультразвуковых волн позволит специалистам работать в микро-метровом масштабе, что сделает возможным позиционировать клетки в 3D-печатных сборках или живой ткани. Не исключается больший масштаб с целью подъёма осязаемых пикселей, образующих физическую голограмму в воздухе.


При помощи информации: Bristol