Акустична левітація при каменях у нирках - science et Avenir
Опубліковано 07.11.2020 о 12:00
Команда з Вашингтонського університету в Сіетлі пропонує використовувати ультразвук для переміщення твердих предметів всередині людського тіла. Техніка полягає в акустичному вихорі, що дозволяє маніпулювати предметом, не торкаючись його.
In vivo маніпуляція 3-міліметровою скляною намистиною (пофарбованою у синій колір) всередині сечового міхура свині за допомогою ультразвукового вихору.
Мохамед А. Ганем/PNAS
До цього часу ультразвук застосовували проти каменів у нирках для створення ударної хвилі та фрагментації каменів. Це екстракорпоральна літотрипсія, яка дозволяє уникнути інвазивної хірургії: операція контролюється ззовні тіла за допомогою передавача ультразвуку. Дослідники з Університету Вашингтона в Сіетлі (США) пропонують ще одну методику, засновану на ультразвуковому дослідженні. Фрагменти від ударних хвиль насправді не усуваються природними методами і можуть призвести до утворення нових каменів у нирках. Звідси ідея переїзду тих, хто залишився.
Йдеться про "вловлювання" цих твердих тіл в акустичному вихорі, відповідно до техніки, яка все більше вивчається і випробовується. Нещодавно французький дослідник в експериментах in vitro продемонстрував, що можна використовувати акустичну левітацію для переміщення мікропухирців через тканини, що імітують тканини людського тіла. Проект американців продовжувався in vivo у свинячих міхурах.
Блюдце ультразвукового випромінювача 15 см
Вихр створений набором з 256 випромінювачів ультразвуку, розподілених у структурі блюдця діаметром 15 см. Нахил створює фокусну відстань 12 см. Це точка, де сходяться 256 ультразвукових хвиль. Той факт, що всі пучки не випромінюються одночасно, створює вихор, який затримує об'єкт, змушуючи його левітувати відразу після фокусної точки.
Під час першого випробування in vitro, проведеного у резервуарі з водою, дослідникам вдалося від'єднати скляну намистину діаметром 3 мм від листа лавсану, поліестеру, який використовується, зокрема, як електричний ізолятор. Потім вони перемістили його на 6 мм, вертикально та горизонтально.
Перший крок
Потім маніпуляція відбувалася всередині сечового міхура живої свині (див. Відео). Куля була схоплена вихором, щоб описати три різні шляхи, піднята з 3 до 4 міліметрів і переміщена горизонтально з 3 до 6 міліметрів залежно від випадку. Шлях кулі відхилявся лише на плюс-мінус 10% від шляху, визначеного на старті, і жодної побічної шкоди на тварині не спостерігалося.
Ця робота - лише перший крок. Потім потрібно мати можливість успішно перемістити об’єкт далі із сечовивідних шляхів, що передбачає подальші коригування та тести. Проект, тим не менше, продемонстрував можливість здійснення in vivo і навіть відкриває перспективи для ультразвукових маніпуляцій з таким обладнанням, як міні-камери всередині корпусу.
Щоранку отримуйте безкоштовні оновлення новин