Tecnologia emergente de ultrassom biomédico: transdutores flexíveis de ultrassom micromacinado

Uma nova revisão artigo revela o mundo dos transdutores flexíveis de ultrassom micromachinados (MUTS), uma tecnologia emergente na interseção de wearables, ultrassom e MEMS. Esses dispositivos de ponta, que incluem variantes piezoelétricas (PMUT) e capacitivas (CMUT), podem oferecer flexibilidade e soluções de saúde amigáveis. Capazes de conformar -se com os contornos do corpo, os Muts flexíveis podem permitir o monitoramento contínuo e a estimulação direcionada. O estudo mergulha profundamente nos métodos de fabricação, benchmarks de desempenho e possíveis aplicações desses dispositivos revolucionários.

A tecnologia de ultrassom é uma pedra angular da imagem médica, geralmente usando sondas rígidas que dependem da vibração piezoelétrica em seu modo de espessura. Embora eficazes, essas sondas têm limitações devido aos seus métodos de fabricação, como o cubos mecânicos.

Para superar esses desafios, foram desenvolvidas alternativas micromatradas, como PMUTs e CMuts. Esses dispositivos oferecem vantagens como tamanho menor, menor consumo de energiaCompatibilidade com eletrônicos CMOS e fabricação eficiente em lote.

Parallelly, uma nova period de alternativas amigáveis ​​está emergindo com o advento da tecnologia flexível de sensores. Os transdutores flexíveis de ultrassom levam ainda mais os avanços do MEMS, introduzindo a capacidade de se conformar em superfícies curvas como o corpo humano. O contato consistente da pele pode reduzir os erros de diagnóstico e aumentar a qualidade dos resultados. Essa tecnologia pode evitar a necessidade de operadores experientes e variabilidade dependente do operador, um requisito de sondas rígidas tradicionais usadas em ambientes clínicos tradicionais.

No entanto, os principais obstáculos permanecem na obtenção do design de pilha de materiais de alto desempenho, desenvolvendo processos de fabricação confiáveis ​​e garantindo integração perfeita com sistemas médicos existentes. A superação desses desafios é essential para a ampla adoção de transdutores flexíveis de ultrassom micromacinados (MUTS) no campo biomédico.

Em 16 de janeiro de 2025, uma equipe de pesquisa de Ku Leuven publicou uma profundidade análise em Microssistemas e nanoengenhariafocando no desenvolvimento de transdutores flexíveis de ultrassom micromacinado. A revisão oferece uma exploração abrangente de transdutores flexíveis de ultrassom micromacinado, uma tecnologia emergente no diagnóstico biomédico.

O artigo de revisão discute a necessidade de flexibilidade nos transdutores de ultrassom, destacando possíveis aplicações e explora o potencial de PMUTs e CMuts flexíveis para atender às demandas em evolução da pesquisa biomédica. Os autores examinam as técnicas de fabricação para variantes piezoelétricas (PMUT) e capacitivas (CMUT), detalhando as abordagens inovadoras que permitem flexibilidade sem muito compromisso sobre o desempenho.

O estudo compara os principais parâmetros de desempenho, como frequência de ressonância, sensibilidade e flexibilidade, revelando as vantagens únicas de cada tipo. Por exemplo, os PMUTs são conhecidos por sua operação de baixa tensão, enquanto o CMUTS se destaca por seus recursos de largura de banda ultra-alta.

A pesquisa destaca o papel crítico da seleção de materiais e da otimização do projeto na obtenção das características de desempenho desejadas. O artigo também aborda os desafios na integração desses dispositivos flexíveis com sistemas eletrônicos, propondo soluções para superar esses obstáculos.

Essa análise abrangente não apenas resume o estado atual do campo, mas também descreve as instruções futuras de pesquisa necessárias para desbloquear todo o potencial de Muts flexíveis em aplicações biomédicas, fornecendo informações valiosas para pesquisadores, engenheiros e profissionais de saúde.

Sanjog Vilas Joshi, um dos principais autores do estudo, comentou: “O surgimento de transdutores de ultrassom flexível micromacinado abre possibilidades interessantes em ultrassom biomédico, por exemplo, a integração de muts flexíveis nos cuidados com a saúde diária na forma de patches inteligentes para O monitoramento remoto de pacientes.

“Para conseguir isso, é necessário um investimento adicional em P&D em tecnologias flexíveis baseadas em MUT.

“Por outro lado, os CMUTs flexíveis estão emergindo demonstrando prova de conceito de imagem. PMUTs flexíveis continuam sendo os mais recentes com desafios de otimização significativos. No entanto, com pesquisas sustentadas, Muts flexíveis têm o potencial de fechar a lacuna com outras modalidades de ultrassom maduro e Desbloqueie novas oportunidades em ultrassom vestível para ajudar a diagnósticos e prevenção de doenças.