小型管风琴可以帮助医学成像

斯特拉斯克莱德大学的研究人员制造了一种可用于提高医学图像质量的乐器的小型化版本。

科学和工程研究人员根据全尺寸仪器中的各种管道创建了一个小型管风琴。

该设备旨在通过扩大用于发射声波的频率范围来改善来自扫描仪的图像，例如胎儿的图像。研究人员已经证明了它能够产生这些频率，并通过使用3D打印机为器官创造了最佳设计。

该研究发表在IEEE超声波，铁电体和频率控制交易期刊上。

斯特拉斯克莱德数学与统计系主任，该研究合作伙伴Tony Mulholland教授说：“乐器有各种各样的设计，但它们都有一个共同点 - 它们可以在很宽的频率范围内发出声音。所以对于未来的医学成像传感器来说，有一大堆设计理念，等待在众多设计中被发现。

“大约20%的医学扫描是使用超声波进行的。扫描仪通过发出频率高于人类听觉的声波来创建图像。扫描仪以单一频率运行 - 类似于只能弹奏一个音符的钢琴 - 这部分地解释了在超声图像中看到的相对较差的分辨率。

“如果我们的扫描仪可以在很宽的频率范围内发射波，那么这将显着提高成像能力。”

斯特拉斯克莱德超声波工程中心的James Windmill教授也是该研究的合着者，他说：“开发宽带宽超声系统可以显着提高成像能力。使用高分辨率3-D打印机可以让我们尝试新的，三维设备设计具有更快的开发周期。

“乐器可以在很宽的频率范围内创造声音，经过几个世纪的精心设计，效率非常高。众所周知，最高频率的管道长度最小，例如短笛因此，要实现超出人类听觉 - 超声波的频率 - 长度必须非常小，确实长度为毫米。

“使用传统制造技术(例如用于制作乐器的制造技术)很难构建，但关键是使用高分辨率3-D打印机。”

多学科研究团队使用数学模型和计算机模拟开发和测试设计，以加快设计过程。

虽然其发展处于早期阶段，但该技术还可能对助听器的设计，水下声纳以及核电厂等安全关键结构的无损检测产生重大影响。