El detector ultrasónico es 100 veces más pequeño que el cabello humano promedio, pero puede
Desde el desarrollo de la ecografía médica.En la década de 1950, la tecnología principal para detectar ondas ultrasónicas se centró principalmente en el uso de detectores piezoeléctricos que convierten la presión de las ondas ultrasónicas en voltaje eléctrico. La resolución de imagen lograda con ultrasonido depende del tamaño del detector piezoeléctrico utilizado. Disminuir este tamaño da como resultado una resolución más alta. Sin embargo, una disminución adicional en el tamaño de los detectores piezoeléctricos reduce drásticamente su sensibilidad, haciéndolos inadecuados para uso práctico.
La tecnología fotónica de silicio es ampliamenteSe utiliza para miniaturizar componentes ópticos y empaquetarlos firmemente en una pequeña superficie de un chip de silicio. Aunque el silicio no exhibe piezoelectricidad, su capacidad para confinar la luz a una longitud de onda inferior a la óptica ya se ha utilizado ampliamente para desarrollar circuitos fotónicos en miniatura.
Investigadores de Helmholtz Zentrum Munchen y TUMaprovechó estos circuitos fotónicos en miniatura para crear el detector ultrasónico más pequeño del mundo: el detector de referencia de guía de ondas de silicio, o SWED. En lugar de detectar el voltaje de los cristales piezoeléctricos, SWED monitorea los cambios en la intensidad de la luz que se propaga a través de circuitos fotónicos en miniatura.
“Esta es la primera vez que el detector es más pequeño.Las células sanguíneas se utilizan para detectar ultrasonido utilizando tecnología fotónica de silicio, explica Rami Schneiderman, desarrollador de SWED. "Si el detector piezoeléctrico se redujera a la escala SWED, sería 100 millones de veces menos sensible".
“Hasta qué punto pudimos miniaturizarel nuevo detector, aunque mantiene una alta sensibilidad mediante el uso de fotónica de silicio, fue simplemente impresionante ”, enfatiza el profesor Vasilis Ntsiahristos, jefe del equipo de investigación. El SWED mide aproximadamente medio micrón (= 0,0005 milímetros). Este tamaño corresponde a un área que es al menos 10,000 veces más pequeña que los detectores piezoeléctricos más pequeños utilizados en aplicaciones de imágenes clínicas. SWED también es hasta 200 veces más pequeño que la longitud de onda de ultrasonido utilizada, lo que significa que puede usarse para renderizar piezas tan pequeñas como un micrómetro, lo que da como resultado las llamadas imágenes de ultra alta resolución.
“El detector fue diseñado originalmente para mejorarcaracterísticas de la imagen optoacústica, que es el foco principal de nuestra investigación en Helmholtz Zentrum München y TUM. Sin embargo, ahora prevemos su aplicación en el campo más amplio de la detección y la visualización ”, concluye Ntsiahristos.
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