Nowe urządzenia ultradźwiękowe dla potrzeb obrazowania medycznego i materiałowego
Urządzenia ultradźwiękowe, zwłaszcza te używane w medycynie, zwykle oparte są na przetwornikach piezoelektrycznych (elektryczność pod wpływem naprężeń), które generują fale ultradźwiękowe, wyczuwają wariacje naprężeń dźwiękowych powracające w wyniku właściwości testowanych materiałów i wytwarzają prąd elektryczny proporcjonalny do naprężenia. Przetworniki ultradźwiękowe do mikroobróbki (MUT) to urządzenia nowej generacji produkowane techniką mikrosystemów elektromechanicznych (MEMS), które wykorzystują maleńkie membrany lub błony napędzane poprzez aktuację piezoelektryczną lub pojemnościową (odpowiednio pMUT i cMUT). cMUT nadają się do wytwarzania w dużych szykach, zwiększając w ten sposób szerokość pasma (zakres częstotliwości, przy których dźwięk może być zastosowany i wykryty) w porównaniu do pMUT. Szersze pasma zwykle związane są z większą zdolnością rozdzielczą, podczas gdy węższe zakresy zwykle charakteryzuje głębsze przenikanie. Europejscy badacze pracujący nad projektem Mustwin opracowali pięć urządzeń demonstracyjnych, wykorzystując dwa rodzaje pMUT i dwa rodzaje cMUT, z czego te pierwsze do NDT, a drugie do przystępnych sond akustycznych i sond wysokoczęstotliwościowych do stosowania w systemach diagnozowania zdrowia. Badacze zidentyfikowali pMUT z trybem grubości (TM pMUT) jako innowacyjne urządzenie do wysokoczęstotliwościowego obrazowania medycznego. Ważnym zastosowaniem jest obrazowanie wewnątrznaczyniowe, jak to stosowane w angioplastyce, gdzie maleńkie pióro ultradźwiękowe wprowadzane jest przez dużą żyłę w pachwinie aż do tętnic wieńcowych. cMUT z azotku krzemu (SiN) okazały się najbardziej zaawansowane technologicznie spośród pięciu urządzeń, zwiększając szerokość pasma przy jednoczesnym zmniejszeniu czasu wymaganego do odpowiedzi na zmiany naprężeń dźwiękowych. Urządzenia opracowane w ramach projektu Mustwin mają potencjał, by obniżać koszty i zwiększać niezawodność technologii ultradźwiękowych, co wiąże się z istotnymi implikacjami dla producentów urządzeń ultradźwiękowych, dziedziny NDT oraz sektora diagnostyki medycznej.
