0
Новый ультразвуковой метод впервые может измерять натяжение тканей человека
Одним из ограничений стандартного ультразвука является его неспособность измерить уровень напряжения в тканях человека. Это побудило исследователей из Университета Шеффилда в сотрудничестве с учёными из Гарварда, Университета Цинхуа и Университета Голуэя разработать новую ультразвуковую технику, которая может различать жёсткую ткань и ткань, находящуюся под напряжением.
Ткани человека способны ощущать и реагировать на механическое воздействие, соответствующим образом адаптируя свою форму. Силы повседневных мышечных сокращений усиливают этот стресс, а это означает, что все живые ткани подвергаются механическим нагрузкам, даже когда они находятся в состоянии покоя. Механические напряжения также влияют на искусственные мягкие материалы, такие как носимая и имплантируемая мягкая биоэлектроника.
Измерение стресса в тканях и искусственных мягких материалах важно для определения правильного функционирования, но его сложно измерить, поэтому исследователи обратились к акустоэластичному эффекту для ответов. Принцип акустоэластичности таков: чем больше напряжение, тем быстрее распространяются звуковые волны.
Адаптируя технику, которая обычно используется для измерения напряжения вдоль железнодорожных линий, исследователи посылали две звуковые волны в разных направлениях, связывая напряжение со скоростью волн, используя математическую теорию, которую они разработали.
Исследователи использовали особый тип волны, называемый волной сдвига, упругой волной, которая может двигаться через тело объекта, в отличие от поверхностной волны. С помощью сдвиговых волн они смогли успешно измерить напряжение, сначала внутри гидрогеля, а затем внутри скелетных мышц свиньи.
Это первый ультразвуковой метод, способный измерять напряжение в любом типе мягких тканей. Теперь его можно использовать для создания новых ультразвуковых аппаратов, способных диагностировать аномальные ткани и заболевания раньше.
Помимо своего потенциала в здравоохранении, исследователи считают, что метод будет применяться в других дисциплинах, таких как биомедицинская инженерия, биология и физика мягкой материи.
