วันหนึ่งอาจใช้แหนบเสียงเพื่อควบคุมวัตถุภายในจากภายนอกจากระยะไกลเพื่อขับนิ่วในทางเดินปัสสาวะหรือควบคุมกล้องที่กินได้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันและมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโกได้สาธิตเทคนิคนี้โดยการดักลูกปัดแก้วขนาด 3 มม. ไว้ในลำแสงอัลตราซาวนด์รูปน้ำวน โดยการบังคับลำแสงด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์หรือเพียงแค่ขยับหัวแปลงสัญญาณอัลตราซาวนด์
พวกเขานำลูกปัดไปตามเส้นทาง 3 มิติที่ซับซ้อน
ภายในถังเก็บน้ำและในกระเพาะปัสสาวะของสุกรที่มีชีวิตนักฟิสิกส์ใช้แหนบแบบออปติคัลมานานหลายทศวรรษเพื่อจำกัดและจัดการกับวัตถุขนาดเล็ก เทคนิคนี้มีพื้นฐานมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าแสงหักเหโดยอนุภาคไดอิเล็กทริกทำให้เกิดการเตะด้านข้าง ผลักอนุภาคกลับเมื่อมันเบี่ยงเบนจากแกนของลำแสงเลเซอร์ แรงนี้ทำให้อนุภาคอยู่ที่ศูนย์กลางของลำแสงซึ่งมีความเข้มของแสงมากที่สุด แหนบอะคูสติกทำงานแตกต่างกันโดยที่อนุภาคที่ติดอยู่สามารถกระจายลำอัลตราซาวนด์ได้ อนุภาคจึงติดอยู่เมื่อจุดศูนย์กลางของลำแสงเป็นบริเวณที่มีความเข้มต่ำ
ในการสร้างลำแสงอัลตราซาวนด์ด้วยการกำหนดค่าดังกล่าวMohamed Ghanemจากมหาวิทยาลัย Washington และเพื่อนร่วมงานได้กำหนดค่าเครื่องแปลงสัญญาณอัลตราซาวนด์แบบวงกลม 256 องค์ประกอบเพื่อให้เฟสของแต่ละองค์ประกอบแตกต่างกันไปตามตำแหน่งเชิงมุมบนอาร์เรย์ การจัดเรียงนี้ทำให้คลื่นเสียงรบกวนการทำลายล้างตามแนวแกนของลำแสงและเชิงสร้างสรรค์ที่ขอบ ทำให้เกิดรูปแบบความเข้มรูปนาฬิกาทรายกลวงๆ ที่จุดโฟกัสของลำแสง
รูปแบบความเข้มรูปนาฬิกาทรายและอาร์เรย์ทรานสดิวเซอร์ 256 องค์ประกอบ ขวา: รูปแบบความเข้มพร้อมโฟกัสลำแสงและตำแหน่งของทรงกลมแก้ว สำหรับการกำหนดค่าลำแสงแบบใดแบบหนึ่งนักวิจัยใช้รูปแบบความเข้มนี้เพื่อจับลูกปัดแก้วที่วางอยู่บนเมมเบรนภายในถังน้ำ
เมื่อจับได้แล้ว พวกเขาย้ายเม็ดบีดใน ระนาบ x – y
(ตั้งฉากกับแกนอาร์เรย์) โดยการเคลื่อนย้ายทรานสดิวเซอร์หรือ – เสี่ยงต่อการเปลี่ยนรูปของบ่อน้ำที่มีศักยภาพและสูญเสียลูกปัด – โดยบังคับลำแสงด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์
เมื่อลูกปัดติดอยู่เหนือเอวของนาฬิกาทราย ทีมงานสามารถผลักออกจากหัวโซน่าร์โดยขยายโฟกัสของลำแสง โดยการจัดการทดลองโดยให้ลำแสงพุ่งขึ้นไปในถังเก็บน้ำ พวกเขาใช้แรงโน้มถ่วงเป็นแรงย้อนกลับ ทำให้สามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของลูกปัดในทิศทางz ได้อย่างเต็มที่
ใน การตั้งค่า ในหลอดทดลองนักวิจัยยังได้ทดลองกับรูปแบบเฟสและกำลังของลำแสงที่แตกต่างกัน พวกเขาพบว่าการเพิ่มอัตราการแปรผันของเฟสรอบอาร์เรย์ของทรานสดิวเซอร์ทำให้เกิดเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงที่ใหญ่ขึ้นและมีศักยภาพที่ลึกกว่าสำหรับเอาต์พุตกำลังที่กำหนด การย้อนกลับทิศทางของการเปลี่ยนแปลงเฟสนี้ทำให้ความลาดเอียงของหน้าคลื่นของลำแสงเปลี่ยนจากตามเข็มนาฬิกาไปเป็นทวนเข็มนาฬิกาหรือกลับกันหยุดการเคลื่อนที่แบบหมุนใดๆ ที่อาจนำไปสู่การที่อนุภาคหลุดออกจากกับดัก
เพื่อทดสอบเทคนิคนี้ในกาย Ghanem และเพื่อนร่วมงานได้ทำการฝังเม็ดบีดในกระเพาะปัสสาวะของหมูสามตัวที่ดมยาสลบ นักวิจัยย้ายลูกปัดไปตามทางเดินที่ซับซ้อนซึ่งยาวหลายมิลลิเมตรโดยนำลำแสงขึ้นไปที่ท้องของสุกรในขณะที่สัตว์นอนตะแคง พวกเขาชี้ให้เห็นว่าระยะทางดังกล่าวสั้นกว่าปกติ 1-3 ซม. เพื่อล้างนิ่วในไตหรือเศษนิ่วในไต แต่เสริมว่าพวกเขากำลังทำงานกับระบบที่สามารถบังคับอนุภาคไปตามเส้นทางที่ยาวกว่า
หลังจากขั้นตอน ไม่มีสัตว์ตัวใดแสดงอาการบาดเจ็บใดๆ
ที่เกิดจากลำแสงอัลตราซาวนด์ แม้ว่านักวิจัยจะสังเกตเห็นว่าอัตราการดูดซับพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง I SPTA (ความเข้มเฉลี่ยชั่วคราวเชิงพื้นที่) เกินขีดจำกัดความปลอดภัยที่กำหนดไว้สำหรับ ภาพอัลตราซาวนด์วินิจฉัย
“I SPTAถูกตั้งค่าอย่างระมัดระวังโดยอิงจากความเสียหายของเนื้อเยื่อความร้อนสำหรับการพัฒนาตัวอ่อน” Ghanem กล่าว “มันค่อนข้างยากสำหรับเทคนิคการรักษาที่จะอยู่ภายใต้เกณฑ์ดังกล่าว แต่การประเมินเนื้อเยื่อของเราไม่แสดงความเสียหายของเนื้อเยื่อเนื่องจากการได้รับอัลตราซาวนด์”
นอกเหนือจากการดำเนินการตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับความปลอดภัยของเทคนิคแล้ว Ghanem และเพื่อนร่วมงานตั้งใจที่จะทดสอบภายใต้เงื่อนไขต่างๆ กับเป้าหมายที่มีรูปร่างแบบสุ่มพร้อมคุณสมบัติทางเสียงที่แตกต่างกัน พวกเขายังคาดการณ์ว่าจะถูกนำไปใช้นอกขอบเขตทางการแพทย์ด้วยการใช้งานที่เป็นไปได้ในสภาพแวดล้อมการผลิตที่ไม่มีสิ่งปนเปื้อนหรือสภาพแวดล้อมในห้องปฏิบัติการ
นักวิจัยใช้วิธีการคำนวณที่เรียกว่า velocimetry ของภาพอนุภาคเพื่อคำนวณเวกเตอร์การกระจัดระหว่างภาพที่ต่อเนื่องกันและกำหนดความเร็วสามมิติและทิศทางของการเคลื่อนที่ของปอดตลอดวงจรการหายใจ วิธีนี้เป็นวิธีที่ไม่รุกรานในการคำนวณปริมาตรของอากาศที่ไหลผ่านทางเดินหายใจแต่ละข้างของปอดการจำแนกลักษณะโรคคล้าย CF ในหนูนักวิจัยได้ทดสอบความเป็นไปได้ของการใช้ XV เพื่อให้ได้มาตรการที่เชื่อถือได้และเชิงปริมาณของการทำงานของระบบทางเดินหายใจในกลุ่มหนูที่เป็นโรคปอดคล้าย CF และลูกครอกที่มีสุขภาพดี ผลงานของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน รายงาน ทางวิทยาศาสตร์
ขั้นแรก พวกเขาสร้างแผนที่การขยายปอดในระดับภูมิภาคสำหรับหนูที่มีสุขภาพดีและเป็นโรค แผนที่เหล่านี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการมีอยู่และตำแหน่งของพื้นที่จำกัดของการขาดอากาศในสัตว์ที่เป็นโรค ซึ่งเป็นลักษณะของลักษณะเป็นหย่อมๆ ของ CF
ต่อไป นักวิจัยได้พัฒนาวิธีการหาปริมาณการกระจายของโรคในหนูแต่ละตัว การหาปริมาณแบบใหม่มีความสัมพันธ์ที่ดีกับการวัดโดยเทคนิคการสั่นแบบบังคับแบบเดิม ในขณะที่ให้ความจำเพาะในระดับที่สูงขึ้น
“การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่านักวิจัยจากภูมิหลังที่แตกต่างกันสามารถร่วมมือกันและทำงานร่วมกันเพื่อปรับปรุงชีวิตของผู้คนที่ป่วยด้วยโรคร้ายนี้ได้อย่างไร” Werdiger กล่าว “ฉันหวังว่าจะได้เห็น XV ถูกใช้ในการวินิจฉัยและติดตามโรคต่างๆ มากมาย” เธอกล่าวเสริม ความปรารถนาที่น่าจะเป็นจริง ด้วยการวางจำหน่ายโดยAndreas Fourasแห่ง4DMedical เมื่อเร็วๆ นี้ เทคโนโลยีนี้อยู่ในตำแหน่งที่ดีที่จะช่วยในการวิจัยระดับโลกและการดูแลทางคลินิกที่สามารถปรับปรุงความยาวและคุณภาพชีวิตของผู้ที่เป็นโรค CF และโรคระบบทางเดินหายใจอื่นๆ
Credit : keibairon.net laconius.net laestrellapalestina.org laquinarderie.org lesdessinateurs.info
