Исследователи продемонстрировали технологию, которая позволяет сфокусировать ультразвуковую волну в глубине организма и точечно разрушить патологический участок, не затрагивая окружающие структуры.
Как работает метод
Принцип напоминает УЗИ: излучатель ставится снаружи, а волна фокусируется в заданной точке так же, как свет проходит через лупу. В фокусе энергия резко возрастает и разрушает ткань на мельчайшие частицы — по аналогии с миниатюрным «блендером». При этом участки по пути к фокусу остаются невредимыми.
Для демонстрации используется «акустический фонтан». Излучатель создает ультразвуковую волну, которая, сфокусировавшись на поверхности воды, выталкивает столб жидкости. При повышении мощности появляется «пар» — это не нагрев, а разбивание воды на мелкие пузырьки. По такому же принципу происходит разрушение ткани в теле человека.
Точность разрушения
Точность показана на образцах геля: в нем ультразвук прорисовал надпись LIMO — логотип лаборатории. Размер зоны разрушения сопоставим с рисовым зернышком. Этого достаточно, чтобы работать с опухолями или гематомами.
Отдельно демонстрируются результаты экспериментов на реальных образцах тканей, предоставленных медицинскими специалистами. Образцы помещают в акустически прозрачный гель, подбирают режимы излучения и разрушают опухоль. На микросрезах видно: здоровые клетки сохраняют структуру, а разрушенные превращаются в однородную массу, которую организм самостоятельно выводит.
Сложности работы с мозгом
В отличие от мягких тканей, мозг защищен черепной коробкой — сложной, неоднородной структуры. Излучение преломляется и отражается, «запинаясь» о костные рельефы. Перед исследователями стоит задача — научиться корректировать работу излучателя так, чтобы фокус стабильно формировался в нужной точке и мог перемещаться.
Уже сейчас удалось добиться фокусировки в центре головного мозга и применять технологию для лечения симптомов двигательных нарушений, включая тремор.
Промышленные применения ультразвука
На стенде также рассказывают, что ультразвуковые излучатели используются не только в медицине. Простейший пример — увлажнители воздуха, где миниатюрная мембрана выбивает мельчайшие капли воды.
Еще одна демонстрация — акустический левитатор. Два излучателя создают стоячую волну, в минимумах которой удерживаются лёгкие объекты. Такой принцип используют для работы с хрупкими материалами — например, при биофабрикации, когда нужно перемещать и собирать микрообъекты без прямого контакта.
Проект Наука Mail выступает информационным партнером V Конгресса молодых ученых.
Ранее на Конгрессе показали систему виртуальной реабилитации.
