В январе 2025 года исследователи из KU Leuven опубликовали в журнале Microsystems & Nanoengineering революционный обзор технологий гибких микромеханических ультразвуковых преобразователей (MUT). Эта инновация объединяет носимые технологии, ультразвуковую визуализацию и микроэлектромеханические системы (MEMS).
Традиционные ультразвуковые датчики используют жесткие зонды с пьезоэлектрической вибрацией, что создает определенные ограничения при производстве. Новые микромеханические альтернативы – пьезоэлектрические (PMUT) и емкостные (CMUT) преобразователи – отличаются меньшими размерами, сниженным энергопотреблением и совместимостью с КМОП-электроникой.
Прогресс в области MEMS открыл путь к разработке гибких датчиков, способных точно повторять контуры человеческого тела. Это обеспечивает постоянный контакт с кожей, что снижает вероятность диагностических ошибок и улучшает качество визуализации. По словам ведущего автора исследования Санджога Виласа Джоши, такие устройства открывают новые возможности в биомедицинском ультразвуке, включая интеграцию гибких MUT в повседневное здравоохранение в виде умных патчей для удаленного мониторинга пациентов.
Разработчики сталкиваются с серьезными вызовами: необходимостью создания высокоэффективных многослойных материалов, надежных производственных процессов и беспроблемной интеграции с существующими системами медицинской визуализации. PMUT-устройства отличаются низковольтной работой, а CMUT – сверхвысокой пропускной способностью.
Перспективные направления исследований включают гибкие объемные пьезоэлектрические преобразователи для носимой ультразвуковой визуализации, экспериментальные гибкие CMUT и новейшие PMUT, требующие дальнейшей оптимизации. Долгосрочное видение предполагает широкое использование носимого ультразвука для диагностики и профилактики заболеваний.
Внедрение гибких MUT может значительно упростить проведение ультразвуковых исследований, снизив зависимость от квалификации оператора. Более комфортный мониторинг состояния пациентов через конформные устройства и улучшенная диагностика благодаря непрерывным измерениям открывают новую эру в здравоохранении.
Для реализации полного потенциала этой технологии требуются дополнительные инвестиции в исследования и разработки. В перспективе гибкие MUT могут не только сравняться, но и превзойти возможности существующих ультразвуковых методов, революционизируя медицинскую диагностику.
Изображение носит иллюстративный характер
Традиционные ультразвуковые датчики используют жесткие зонды с пьезоэлектрической вибрацией, что создает определенные ограничения при производстве. Новые микромеханические альтернативы – пьезоэлектрические (PMUT) и емкостные (CMUT) преобразователи – отличаются меньшими размерами, сниженным энергопотреблением и совместимостью с КМОП-электроникой.
Прогресс в области MEMS открыл путь к разработке гибких датчиков, способных точно повторять контуры человеческого тела. Это обеспечивает постоянный контакт с кожей, что снижает вероятность диагностических ошибок и улучшает качество визуализации. По словам ведущего автора исследования Санджога Виласа Джоши, такие устройства открывают новые возможности в биомедицинском ультразвуке, включая интеграцию гибких MUT в повседневное здравоохранение в виде умных патчей для удаленного мониторинга пациентов.
Разработчики сталкиваются с серьезными вызовами: необходимостью создания высокоэффективных многослойных материалов, надежных производственных процессов и беспроблемной интеграции с существующими системами медицинской визуализации. PMUT-устройства отличаются низковольтной работой, а CMUT – сверхвысокой пропускной способностью.
Перспективные направления исследований включают гибкие объемные пьезоэлектрические преобразователи для носимой ультразвуковой визуализации, экспериментальные гибкие CMUT и новейшие PMUT, требующие дальнейшей оптимизации. Долгосрочное видение предполагает широкое использование носимого ультразвука для диагностики и профилактики заболеваний.
Внедрение гибких MUT может значительно упростить проведение ультразвуковых исследований, снизив зависимость от квалификации оператора. Более комфортный мониторинг состояния пациентов через конформные устройства и улучшенная диагностика благодаря непрерывным измерениям открывают новую эру в здравоохранении.
Для реализации полного потенциала этой технологии требуются дополнительные инвестиции в исследования и разработки. В перспективе гибкие MUT могут не только сравняться, но и превзойти возможности существующих ультразвуковых методов, революционизируя медицинскую диагностику.
