探测器|史上最小超音波探测器诞生：比血细胞还小
近日 ， 来自德国的科学家团队成功研制出有史以来最小的超声波探测器 ， 它不仅比血细胞还要小巧 ， 同时还为超分辨率成像开辟了新的可能性 。 研究人员称这一结果令人震惊并希望这项技术能对生物组织展开前所未有的详细研究 。
自1950年代医学超声成像技术发展以来 ， 超声波的核心检测技术主要集中在使用压电检测器 ， 该检测器将超声波的压力转换为电压 。 用超声波获得的成像分辨率取决于所用压电检测器的尺寸 。 减小此尺寸将导致更高的分辨率 ， 并可以提供更小 ， 密集排列的一维或二维超声阵列 ， 具有更高的辨别成像组织或材料中特征的能力 。 但是 ， 进一步减小压电检测器的尺寸会极大地削弱其灵敏度 ， 从而使其无法用于实际应用 。 但在这项新研究中 ， 研究人员另辟蹊径 ， 转向了一种依赖于硅光子学的成像技术 。
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这个被叫做硅波导-标准具探测器(SWED)的装置其工作原理是设备在光通过小型光子电路传播时捕捉光强度的变化 ， 而不再是通过压电晶体追踪电压 。 该团队表示 ， 该设备比血细胞还小 ， 着标志着该种尺寸的检测器首次被用于检测超声波 。 由于使用了硅光电子技术 ， 所以他们能够使新探测器小型化 ， 而与此同时又能保持高灵敏度 。
SWED设备尺寸约0.5微米 ， 比临床使用的最小压电探测器至少小上1万倍 ， 这使得它能对小于1微米的特征进行成像 。 这种被称为超分辨率成像的方法可以应用于细胞和组织 ， 它将不仅能为生物医学研究和临床诊断开辟新的可能性 ， 而且也可以让超声波以以往不可能实现的方式被研究 。
Ntziachristos表示：“最初开发这种探测器是为了推进光声成像的性能 ， 这是我们在亥姆霍兹慕尼黑中心和慕尼黑大学的主要研究重点 。 然而 ， 我们预见它将会应用于更广泛的传感和成像领域 。 ”
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