초음파 이미징 그리고 너머 : 최근 의료용 초음파의 발전

초음파 이미징으로 표시되는 의료용 초음파는 일반적으로 연구에서 잘 알려진 지역으로 믿어지기 때문에 초음파 이미징 시스템은 세계에서 널리 배포되고 적극적으로 사용되었습니다 이후 1960 년대. 실제로 실제로 초음파 이미징의 연례 전 세계적 사용은 이미 수십억 달러가 지나고 있으며 모든 임산부는 독일, 노르웨이, 아이슬란드 및 오스트리아와 같은 일부 국가에서 초음파로 상영되었습니다. 업계에서 휴대용 시스템뿐만 아니라 사용할 수있을뿐만 아니라 2000 년대 초반뿐만 아니라 무선 초음파 이미징 트랜스 듀서는 2010 년 초에 도입되었습니다. 따라서 의학의 초음파는 일반적으로 낮은 기술과 폐기 된 연구 분야에서 일반 청중을 믿었습니다.

그러나 의료 초음파는 지난 20 년 동안 가장 적극적인 연구 분야 중 하나이며 수많은 탁월한 진단 및 치료법 모두에서보고되었습니다. 초음파 이미징, elastography, 초음파 대비 에이전트 이미징, 슈퍼 해상도 이미징 및 2D 어레이 트랜스 듀서는 주목할 만하다. 주어진 조직의 탄성 특성은 특정 섬유상 종양의 암 진단 및 동맥의 취약한 플라크 평가에 중요 할 수 있습니다 스텐트 주입. 그러나 탄성 특성 일반적인 초음파 이미지에서 명확하게 시각화하십시오. 탄성의 정량적 척도를 위해, 표적 조직에 대한 제어 된 변형력을 제공하는 방사선 힘은 초음파 영상 변환기 및 스펙 클 트래킹 알고리즘에 의해 구현되었으며, 수십 마이크로 미터의 수준의 지방 조직 위치를 수단을 제공하는 지방 조직 위치를 수단을 제공 하였다. 이들 하이 프레임 후기 초음파 이미징 시스템과 결합 된 기술 늦은 프레임은 최대 10,000 / S를 끌어 올 수 있고 고해상도 정량적 elastography를 제시 할 수 있습니다. 반면에, 슈퍼 해상도 이미징은 단순히 추적 microbubbles 위에서 도입 된 높은 프레임 후기 시스템이있는 혈관에서 [6]. 이후로 단일 microbubble 카 티터로 계산할 수 있습니다 누구 해상도는 보다 더 높은 수주입니다 초음파 시스템의 포인트 확산 기능, 결과 이미지는 우리에게 우수한 vasculature 깊이 위치한 기관의 네트워크. 확장하려면 3D에서 초음파 이미징의 새로운 기술, 2D 어레이 트랜스 듀서가 필요하므로 마이크로 가공 트랜스 듀서도 개발되었습니다.

초음파 이미징 영역의 연구와 개발은 최근에 뛰어난 탁월한 곳에서는 치료 적 초음파의 새로운 접근법이 똑같이 인상적이었습니다. 고강도 집중 초음파의 2D 단계 어레이 트랜스 듀서 (HIFU) 빠른 복부암 치료를 촉진 할뿐만 아니라 크래나오에 절제술이나 부르 구멍이없는 뇌 질환을 치료할 수 있습니다. 뇌 치료를위한 MRI 안내의 도움으로 초음파 기술이 가져 왔습니다 비 침습적 선택적 치료 뇌 관련 질병과 떨림 환자의 임상 시험의 결과를위한 수단은 예외적으로 유망했습니다. 초음파와 마이크로 버블로 공간적으로 표적화 된 약물 전달 의료용 초음파의 또 다른 뜨거운 문제입니다. 초음파는 음향 압력 필드와 마이크로 버블 초음파 필드에서 오실레이스 및 / 또는 빠르게 붕괴. 이들 버블 활동은 일반적으로 음향 캐비테이션으로 정의됩니다. IF 캐비테이션 활동은 장벽 역할을하는 근처 생물학적 경계가 발생하여 경계의 장벽 기능이 일시적으로 방해받습니다. 집중 초음파의 공간적으로 선택적인 성격과 결합, 초음파 매개가 공간적으로 타겟의 약물 전달 마이크로 버블 지난 20 년 동안 주요 연구 주제였습니다. 응용 프로그램의 경우 혈액 뇌 장벽을 통한 초음파 매개 약물 전달 (BBB) ​​ 동물 모델 실험에서 가장 성공적이었습니다 [11, 12]. 비록 BBB 개방은 일반 대중으로부터 관심을 끌고 있으며, 초음파 매개 약물 전달은 또한 몸과 두뇌의 표적 암 치료에 널리 연구되었습니다. 마지막 주목할만한 초음파 요법은 histotripsy입니다. 이 용어는 동작의 antonym lithotripsy 신장 돌과 같은 석회화 된 표적의 파괴를 나타냅니다. Histotripsy에서는 표적 연조직이 여러 캐비테이션으로 완전히 분쇄됩니다. 반복적 인 높은 진폭 초음파 펄스에 의해 유도 캐비테이션 씨앗. 이 기술은 치료를받은 조직과 주변 조직 사이에 명확한 컷 라인을 제공합니다 HIFU 일반적으로 열적 효과를 사용하고 경계가 늘어났습니다. 따라서, 히스토 팁 암 치료를위한 극도로 선택적인 도구가 될 수 있습니다.

비록 위에서 언급하지 않으므로 추가적인 초음파 관련 연구 영역이 있습니다. PhotoAcoustics 및 초음파 신경 변조. PhotoAcoustic 이미징 (PAI) 펄스 레이저 여기를 사용하여 몸체에서 소리를 생성하고 초음파 변환기로 신호를받습니다. 이후로 레이저의 초점 스폿 크기는 여러 명령으로 더 작습니다 초음파 빔의 이미지 해상도는 일반적인 초음파 이미지와 비교하여 현저하게 높아집니다. Pai 초음파 이미징으로 쉽게 구현할 수 있습니다 이후 그들은 동일한 트랜스 듀서를 공유 할 수 있습니다. 또한 수십 년 동안 초음파 이미징을 위해 개발 된 알고리즘의 대부분은 PAI로 번역 될 수 있습니다. 및 초음파 elasography 깡통 상단 중 하나가되어야합니다. 도입 된 주제의 대부분은 적어도 특정 응용 프로그램이 있지만 초음파 신경 변조 조사의 여전히 초기 단계에 있으며 특정 신청서를 결정합니다. 이후로 2000 년대 중반, 둘 다 흥분 및 억제 저 강도 초음파에 의해 유도 된 신경 활동은 동물의 수에서 입증되었습니다. 비록 근본적인 메커니즘은 아직 분명히 이해되지 않았으며, 많은 연구자들이 초음파 신경 조절 교체 할 수 있습니다 transcranial 자기 자극 (TMS).

위에서 설명한 것처럼 의료용 초음파 필드는 적어도 연구 분야에서 일반적인 지각 따라서이 특별한 문제는 다양한 초음파 관련 의학의 주제. 우리는 또한 엔지니어링 및 의료 분야를 모두 초음파의 다른 관점을 포함하도록 초대하려고했습니다. 비록 우리는 할 수 있습니다 위에서 언급 한 모든 주제를 충당하지 않으 므로이 특별한 문제의 기사는 일반적인 지각을 확장하고 초음파 연구 필드에 더 광범위한 이해를 제공 할 것입니다.

마지막으로, 우리 손님 편집자는 의료 분야 에서이 특별한 문제에 기여한 저자에게 감사드립니다. 초음파.

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