Chế tạo thiết bị siêu âm mới bằng công nghệ in 3D

Bên cạnh công nghệ nano, công nghệ in 3D đang là một trong những xu hướng phát triển mới của khoa học kỹ thuật.

Vào đầu những năm 1980, một kỹ sư tên là Chuck Hall đã có ý tưởng vô cùng đặc biệt về một chiếc máy có thể in các hình khối 3D. Ý tưởng lúc đó bị nhiều người coi là xa với, chỉ có trong những tác phẩm khoa học viễn tưởng. Tuy nhiên cho đến nay, công nghệ in 3D không chỉ trở thành hiện thực mà ứng dụng của nó còn vươn xa hơn những gì chúng ta có thể tưởng tượng.

Các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore (NTU Singapore) đã chế tạo được một thiết bị siêu âm mới cho hình ảnh sắc nét hơn qua thấu kính in 3D. Nhờ có những hình ảnh rõ nét, các bác sĩ phẫu thuật có thể dễ dàng thực hiện thủ thuật chẩn đoán không xâm lấn và phẫu thuật y tế. Thiết bị sẽ cho phép tiến hành các thủ thuật y tế với độ chính xác cao hơn liên quan đến việc sử dụng sóng siêu âm để tiêu diệt khối u, làm tan các cục máu đông và cung cấp thuốc cho các tế bào mục tiêu.

Thiết bị hiện đại này được trang bị thấu kính nhựa cao cấp in 3D. Trong các máy siêu âm hiện nay, thấu kính chỉ hội tụ các sóng siêu âm ở dạng hình trụ hoặc hình cầu, làm hạn chế độ rõ nét của hình ảnh. Nhờ kỹ thuật in 3D, có thể tạo ra thấu kính với hình dạng phức tạp và cho hình ảnh sắc nét hơn. Thấu kính in 3D cho phép sóng siêu âm hội tụ tại nhiều điểm hoặc chỉ tập trung vào một mục tiêu, thao tác mà các máy siêu âm hiện nay không thể làm được. Các đối tác công nghiệp quan tâm đến việc phát triển thấu kính này cho các ứng dụng thương mại.

PGS. Claus-Dieter Ohl, trưởng nhóm nghiên cứu cho rằng: "Trong hầu hết các phẫu thuật y tế, các phương pháp chẩn đoán chính xác và không xâm lấn là rất quan trọng. Thiết bị mới không chỉ xác định trọng tâm mà cả hình dạng của sóng, nâng cao độ chính xác và giúp các bác sỹ tăng khả năng kiểm soát".

Sóng siêu âm được tạo ra bằng cách bắn sóng âm thanh vào mặt kính hoặc thấu kính để tạo nên các rung động tần số cao. Trong các máy siêu âm thông thường, nhiệt làm cho thấu kính mở rộng nhanh, tạo nên các rung động tần số cao dẫn đến sự xuất hiện của các sóng siêu âm.

Với thấu kính in 3D, thiết bị siêu âm mới khắc phục được những hạn chế của kính. Thấu kính in 3D tùy chỉnh và phức tạp có thể được sản xuất vì những mục tiêu khác nhau, không chỉ cho hình ảnh rõ nét, mà còn có chi phí sản xuất thấp và dễ sản xuất.

Thiết bị siêu âm mới đã trải qua thử nghiệm nghiêm ngặt. Với đột phá này, nhóm nghiên cứu hiện đang đàm phán với ngành công nghiệp và các đối tác khác trong ngành y tế để phát triển các mẫu thiết bị cho ứng dụng y tế và nghiên cứu.