Strona główna > Naciśnij przycisk > Pierwsza na świecie światłowodowa ultradźwiękowa sonda obrazująca do przyszłej diagnostyki chorób w nanoskali
Grafika koncepcyjna przedstawiająca mapowanie 3D mikroskopijnych obiektów za pomocą systemu sondy fononowej. Światłowód zawiera na końcówce warstwę metalu i emituje czerwone światło lasera do próbki KREDYT Dr Salvatore La Cavera |
Abstrakcyjny:
Naukowcy z Uniwersytetu w Nottingham opracowali ultradźwiękowy system obrazowania, który można umieścić na czubku cienkiego jak włos światłowodu i wprowadzić do ludzkiego ciała w celu wizualizacji nieprawidłowości komórkowych w 3D.
Pierwsza na świecie światłowodowa ultradźwiękowa sonda obrazująca do przyszłej diagnostyki chorób w nanoskali
Nottingham, Wielka Brytania | Opublikowano 30 kwietnia 2021 r
Nowa technologia generuje obrazy o rozdzielczości mikroskopowej i nanoskopowej, które pewnego dnia pomogą lekarzom badać komórki zamieszkujące trudno dostępne części ciała, takie jak przewód pokarmowy, i zaoferują skuteczniejszą diagnostykę chorób, od raka żołądka po bakteryjne zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych.
Wysoki poziom wydajności, jaką zapewnia technologia, jest obecnie możliwy tylko w najnowocześniejszych laboratoriach badawczych z dużymi przyrządami naukowymi - podczas gdy ten kompaktowy system ma potencjał, aby wprowadzić go do środowiska klinicznego w celu poprawy opieki nad pacjentem.
Innowacje finansowane przez Radę ds. Badań Inżynierii i Nauk Fizycznych (EPSRC) również zmniejszają potrzebę stosowania konwencjonalnych znaczników fluorescencyjnych - chemikaliów używanych do badania biologii komórki pod mikroskopem - które mogą być szkodliwe dla komórek ludzkich w dużych dawkach.
Odkrycia są omawiane w nowym artykule zatytułowanym „Obrazowanie Phonon w 3D z sondą światłowodową”, opublikowanym w czasopiśmie Nature, Light: Science & Applications.
Autor artykułu Salvatore La Cavera, stypendysta EPSRC Doctoral Prize Fellow z University of Nottingham Optics and Photonics Research Group, powiedział o ultradźwiękowym systemie obrazowania: potencjał endoskopowy, a wszystko to przy dostępie do nanoskali, jest tym, co go wyróżnia. Te cechy umożliwiają przyszłe pomiary wewnątrz ciała; w kierunku ostatecznego celu, jakim jest minimalnie inwazyjna diagnostyka w punkcie opieki ”.
Obecnie na etapie prototypu nieinwazyjne narzędzie do obrazowania, określane przez naukowców jako „sonda fononowa”, może być wstawione do standardowego endoskopu optycznego, który jest cienką rurką z silnym światłem i kamerą na końcu, która jest nawigowany do organizmu, aby znaleźć, przeanalizować i operować zmiany nowotworowe, a także wiele innych chorób. Połączenie technologii optycznych i fononowych mogłoby być korzystne; przyspieszenie klinicznego procesu przepływu pracy i zmniejszenie liczby inwazyjnych procedur testowych dla pacjentów.
Możliwości mapowania 3D
Tak jak lekarz może przeprowadzić badanie fizykalne w celu wykrycia nieprawidłowej „sztywności” tkanki pod skórą, która może wskazywać na guzy, tak sonda fononowa przeniesie tę koncepcję „mapowania 3D” na poziom komórkowy.
Skanując sondę ultradźwiękową w przestrzeni, może odtworzyć trójwymiarową mapę sztywności i cech przestrzennych mikroskopijnych struktur na i poniżej powierzchni próbki (np. Tkanki); robi to z mocą do obrazowania małych obiektów, takich jak mikroskop o dużej skali, i kontrastem do rozróżniania obiektów, takich jak sonda ultradźwiękowa.
„Techniki umożliwiające pomiar sztywności komórki nowotworowej zostały zrealizowane za pomocą mikroskopów laboratoryjnych, ale te potężne narzędzia są nieporęczne, nieruchome i nie można ich dostosować do warunków klinicznych, w których znajduje się pacjent. Nanoskalowa technologia ultradźwiękowa o pojemności endoskopowej jest gotowa do dokonania tego skoku ”- dodaje Salvatore La Cavera.
Jak to działa?
Nowy system obrazowania ultradźwiękowego wykorzystuje dwa lasery, które emitują krótkie impulsy energii w celu stymulowania i wykrywania drgań w próbce. Jeden z impulsów lasera jest pochłaniany przez warstwę metalu - nanoprzetwornik (działający na zasadzie przekształcania energii z jednej postaci w drugą) - wytworzony na końcu włókna; proces, w wyniku którego do próbki wpompowywane są fonony o wysokiej częstotliwości (cząsteczki dźwięku). Następnie drugi impuls laserowy zderza się z falami dźwiękowymi, proces znany jako rozpraszanie Brillouina. Wykrywając te „zderzone” impulsy laserowe, można odtworzyć i wizualnie wyświetlić kształt przemieszczającej się fali dźwiękowej.
Wykryta fala dźwiękowa koduje informacje o sztywności materiału, a nawet o jego geometrii. Zespół z Nottingham jako pierwszy zademonstrował tę podwójną zdolność przy użyciu laserów impulsowych i światłowodów.
Moc urządzenia obrazującego jest zwykle mierzona przez najmniejszy obiekt, który może być dostrzeżony przez system, tj. Rozdzielczość. W dwóch wymiarach sonda fononowa może „rozróżniać” obiekty rzędu 1 mikrometra, podobnie jak mikroskop; ale w trzecim wymiarze (wysokość) zapewnia pomiary w skali nanometrów, co jest bezprecedensowe dla światłowodowego systemu obrazowania.
Przyszłe aplikacje
W artykule naukowcy wykazali, że technologia jest kompatybilna zarówno z pojedynczym włóknem światłowodowym, jak i 10–20,000 1 włókien wiązki obrazowania (o średnicy XNUMX mm), stosowanej w konwencjonalnych endoskopach.
W konsekwencji, doskonałą rozdzielczość przestrzenną i szerokie pola widzenia można by rutynowo osiągnąć poprzez zbieranie sztywności i informacji przestrzennych z wielu różnych punktów próbki, bez konieczności przesuwania urządzenia - dzięki czemu nowa klasa endoskopów fononowych jest w zasięgu ręki.
Poza opieką kliniczną, dziedziny takie jak produkcja precyzyjna i metrologia mogłyby wykorzystywać to wysokiej rozdzielczości narzędzie do kontroli powierzchni i charakteryzowania materiałów; pomiar uzupełniający lub zastępczy dla istniejących instrumentów naukowych. Rozwijające się technologie, takie jak biodrukowanie 3D i inżynieria tkankowa, mogą również wykorzystać sondę fononową jako narzędzie do kontroli w linii, integrując ją bezpośrednio z zewnętrzną średnicą igły drukującej.
Następnie zespół opracuje szereg aplikacji do biologicznego obrazowania komórek i tkanek we współpracy z Nottingham Digestive Diseases Centre i Instytutem Biofizyki, Obrazowania i Nauk Optycznych na Uniwersytecie w Nottingham; w celu stworzenia realnego narzędzia klinicznego w nadchodzących latach.
# # #
####
O Uniwersytecie w Nottingham
University of Nottingham jest uniwersytetem prowadzącym intensywne badania naukowe z dumnym dziedzictwem, konsekwentnie plasującym się na liście 100 najlepszych na świecie. Studia na Uniwersytecie w Nottingham to doświadczenie zmieniające życie i jesteśmy dumni z odblokowywania potencjału naszych studentów. Mamy pionierskiego ducha, wyrażonego w wizji naszego założyciela, Sir Jesse Boota, dzięki której jesteśmy liderem w tworzeniu kampusów w Chinach i Malezji - części globalnej sieci edukacji, badań i zaangażowania przemysłowego. Najnowocześniejsze udogodnienia uniwersytetu oraz oferta sportowa dla osób niepełnosprawnych i dla osób niepełnosprawnych znajdują odzwierciedlenie w jego statusie jako The Times i Sunday Times Good University Guide 2021 Sports University of the Year. Zajmujemy ósme miejsce pod względem siły badawczej w Wielkiej Brytanii według REF 2014. Mamy sześć punktów odniesienia doskonałości badawczej, które pomagają zmieniać życie i świat; Jesteśmy również głównym partnerem w branży i pracodawcy - lokalnie i globalnie. Wraz z Nottingham Trent University kierujemy inicjatywą Universities for Nottingham, pionierską współpracą, która łączy siły i misje obywatelskie dwóch światowej klasy uniwersytetów w Nottingham i współpracuje z lokalnymi społecznościami i partnerami, aby pomóc w odbudowie i odnowie po COVID-19 pandemia.
Aby uzyskać więcej informacji, kliknij tutaj
Łączność:
Emmę Lowry
44-011-584-67156
Więcej informacji można uzyskać od Salvatore La Cavera III pod adresem
@UoNpressOffice
Prawa autorskie © University of Nottingham
Jeśli masz komentarz, proszę Kontakt my.
Wydawcy komunikatów prasowych, a nie 7th Wave, Inc. lub Nanotechnology Now, ponoszą wyłączną odpowiedzialność za dokładność treści.
Linki pokrewne |
Powiązane wiadomości Prasa |
Wiadomości i informacje
Mniej niewinne, niż się wydaje: wodór w hybrydowych perowskitach: naukowcy identyfikują defekt, który ogranicza wydajność ogniwa słonecznego Kwiecień 30th, 2021
Naukowcy przeanalizowali prądy krążące wewnątrz nanocząstek złota: nowa metoda ułatwia dokładną analizę wpływu pola magnetycznego wewnątrz złożonych nanostruktur Kwiecień 30th, 2021
Nowy mikroskop sił atomowych Cypher VRS1250 umożliwiający obrazowanie z prędkością do 45 klatek na sekundę Kwiecień 30th, 2021
Nowe, przypominające mózg urządzenie komputerowe symuluje ludzkie uczenie się: badacze warunkowali urządzenie do uczenia się przez skojarzenia, tak jak pies Pawłowa Kwiecień 30th, 2021
Obrazowanie
Nowy mikroskop sił atomowych Cypher VRS1250 umożliwiający obrazowanie z prędkością do 45 klatek na sekundę Kwiecień 30th, 2021
Naukowcy realizują wysokowydajną konwersję częstotliwości na zintegrowanym chipie fotonicznym Kwiecień 23rd, 2021
Łatwa w użyciu platforma jest bramą do sztucznej inteligencji w mikroskopii Kwiecień 23rd, 2021
Możliwe futures
Mniej niewinne, niż się wydaje: wodór w hybrydowych perowskitach: naukowcy identyfikują defekt, który ogranicza wydajność ogniwa słonecznego Kwiecień 30th, 2021
Naukowcy przeanalizowali prądy krążące wewnątrz nanocząstek złota: nowa metoda ułatwia dokładną analizę wpływu pola magnetycznego wewnątrz złożonych nanostruktur Kwiecień 30th, 2021
Nowy mikroskop sił atomowych Cypher VRS1250 umożliwiający obrazowanie z prędkością do 45 klatek na sekundę Kwiecień 30th, 2021
Nowe, przypominające mózg urządzenie komputerowe symuluje ludzkie uczenie się: badacze warunkowali urządzenie do uczenia się przez skojarzenia, tak jak pies Pawłowa Kwiecień 30th, 2021
Nanomedycyna
Arrowhead ogłasza poprawę w zakresie zwłóknienia po leczeniu ARO-AAT u pacjentów z chorobą wątroby alfa-1 Kwiecień 28th, 2021
Syntetyczny materiał podobny do żelatyny naśladuje rozciągliwość i wytrzymałość podbrzusza homara: struktura membrany może stanowić wzór dla wytrzymałych sztucznych tkanek Kwiecień 23rd, 2021
Odkrycia
Proste roboty, inteligentne algorytmy Kwiecień 30th, 2021
Technologia GPU typu open source dla superkomputerów: badacze dostrzegają zalety i wady Kwiecień 30th, 2021
Mniej niewinne, niż się wydaje: wodór w hybrydowych perowskitach: naukowcy identyfikują defekt, który ogranicza wydajność ogniwa słonecznego Kwiecień 30th, 2021
Naukowcy przeanalizowali prądy krążące wewnątrz nanocząstek złota: nowa metoda ułatwia dokładną analizę wpływu pola magnetycznego wewnątrz złożonych nanostruktur Kwiecień 30th, 2021
Ogłoszenia
Mniej niewinne, niż się wydaje: wodór w hybrydowych perowskitach: naukowcy identyfikują defekt, który ogranicza wydajność ogniwa słonecznego Kwiecień 30th, 2021
Naukowcy przeanalizowali prądy krążące wewnątrz nanocząstek złota: nowa metoda ułatwia dokładną analizę wpływu pola magnetycznego wewnątrz złożonych nanostruktur Kwiecień 30th, 2021
Nowy mikroskop sił atomowych Cypher VRS1250 umożliwiający obrazowanie z prędkością do 45 klatek na sekundę Kwiecień 30th, 2021
Nowe, przypominające mózg urządzenie komputerowe symuluje ludzkie uczenie się: badacze warunkowali urządzenie do uczenia się przez skojarzenia, tak jak pies Pawłowa Kwiecień 30th, 2021
Wywiady / recenzje książek / eseje / raporty / podcasty / czasopisma / białe księgi / plakaty
Technologia GPU typu open source dla superkomputerów: badacze dostrzegają zalety i wady Kwiecień 30th, 2021
Mniej niewinne, niż się wydaje: wodór w hybrydowych perowskitach: naukowcy identyfikują defekt, który ogranicza wydajność ogniwa słonecznego Kwiecień 30th, 2021
Naukowcy przeanalizowali prądy krążące wewnątrz nanocząstek złota: nowa metoda ułatwia dokładną analizę wpływu pola magnetycznego wewnątrz złożonych nanostruktur Kwiecień 30th, 2021
Nowe, przypominające mózg urządzenie komputerowe symuluje ludzkie uczenie się: badacze warunkowali urządzenie do uczenia się przez skojarzenia, tak jak pies Pawłowa Kwiecień 30th, 2021
Tools
Nowy mikroskop sił atomowych Cypher VRS1250 umożliwiający obrazowanie z prędkością do 45 klatek na sekundę Kwiecień 30th, 2021
Naukowcy realizują wysokowydajną konwersję częstotliwości na zintegrowanym chipie fotonicznym Kwiecień 23rd, 2021
Łatwa w użyciu platforma jest bramą do sztucznej inteligencji w mikroskopii Kwiecień 23rd, 2021
JEOL USA wita nowego dyrektora zarządzającego, Hidetaka Sawadę Kwiecień 19th, 2021
- 3d
- AI
- wśród
- analiza
- Ogłasza
- aplikacje
- kwiecień
- Sztuka
- artykuł
- biologia
- ciało
- Zapakować
- Rak
- Pojemność
- który
- CGI
- zmiana
- chemikalia
- Apteka
- Chiny
- Obywatelski
- współpraca
- Zbieranie
- przyjście
- społeczności
- computing
- zawartość
- Konwersja
- Rada
- COVID-19
- Pandemia COVID-19
- kredyt
- dzień
- Wymiary
- Dyrektor
- Inwalidztwo
- choroba
- choroby
- Edukacja
- Efektywne
- Elektronika
- energia
- Inżynieria
- środowiskowy
- EU
- Korzyści
- Łąka
- i terminów, a
- Nasz formularz
- założyciel
- przyszłość
- geometria
- gif
- Złoto
- dobry
- GPU
- Zarządzanie
- poprowadzi
- opieki zdrowotnej
- Wysoki
- HTTPS
- Hybrydowy
- Uwodornienia
- zidentyfikować
- obraz
- Obrazowanie
- Inc
- przemysłowy
- przemysł
- Informacja
- inicjatywa
- Innowacja
- IT
- Etykiety
- Labs
- duży
- laser
- Lasery
- prowadzić
- UCZYĆ SIĘ
- nauka
- poziom
- lekki
- miejscowy
- lokalnie
- poważny
- Malezja
- produkcja
- mapa
- zmierzyć
- Zapalenie opon mózgowych
- metal
- monitorowanie
- ruch
- nanotechnologia
- netto
- sieć
- Nerwowy
- aktualności
- oferta
- optyka
- zamówienie
- Inne
- pandemiczny
- Papier
- partnerem
- opieka nad pacjentem
- pacjenci
- jest gwarancją najlepszej jakości, które mogą dostarczyć Ci Twoje monitory,
- Nauk fizycznych
- lekarz
- Platforma
- power
- Detaliczność
- sonda
- projekt
- projektowanie
- regeneracja
- prasowe
- Badania naukowe
- Grupa poszukiwawcza
- Efekt
- roboty
- Skala
- skanowanie
- nauka
- NAUKI
- Szukaj
- Serie
- zestaw
- Share
- Short
- SIX
- skóra
- mały
- mądry
- Typ przestrzeni
- Przestrzenne
- Sport
- SPORTOWE
- STAGE
- początek
- Rynek
- superkomputery
- Powierzchnia
- system
- systemy
- Technologies
- Technologia
- test
- Top
- leczenie
- Uk
- Ultradźwiękowy
- Uniwersytety
- uniwersytet
- us
- USA
- Zobacz i wysłuchaj
- wizja
- czekać
- fala
- fale
- w ciągu
- workflow
- działa
- świat
- Yahoo
- rok
- lat