I ricercatori dell'Università di Strathclyde hanno prodotto una versione miniaturizzata di uno strumento musicale che potrebbe essere utilizzato per migliorare la qualità delle immagini mediche.

I ricercatori di Science and Engineering hanno creato un organo a canne miniaturizzato, in base alla vasta gamma di tubi visti nello strumento a grandezza naturale.

Il dispositivo è stato progettato per migliorare le immagini, come quelli dei feti, dagli scanner ampliando la gamma di frequenze utilizzate per emettere onde sonore. I ricercatori hanno dimostrato la sua capacità di produrre queste frequenze e hanno creato i migliori progetti per l'organo utilizzando una stampante 3D.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Transazioni IEEE su ultrasuoni, Ferroelettrici, e controllo di frequenza .

Professor Tony Mulholland, Capo del Dipartimento di Matematica e Statistica di Strathclyde e partner nella ricerca, ha dichiarato:"Gli strumenti musicali hanno un'ampia varietà di design, ma hanno tutti una cosa in comune:emettono suoni su un'ampia gamma di frequenze. Quindi c'è un tesoro di idee progettuali per i futuri sensori di imaging medico che aspettano di essere scoperti tra questa vasta gamma di disegni.

"Circa il 20% delle scansioni mediche viene eseguito utilizzando gli ultrasuoni. Lo scanner crea immagini emettendo onde sonore con una frequenza che si trova al di sopra dell'udito umano. Lo scanner funziona a una singola frequenza, simile a un pianoforte che può suonare solo una nota, e questo spiega in parte la risoluzione relativamente scarsa che si vede nelle immagini ecografiche.

"Se avessimo uno scanner in grado di emettere onde su un'ampia gamma di frequenze, ciò fornirebbe un netto miglioramento della capacità di imaging."

Professor James Windmill, del Centro di Strathclyde per l'ingegneria ad ultrasuoni, che è anche coautore della ricerca, ha dichiarato:"Lo sviluppo di sistemi a ultrasuoni ad ampia larghezza di banda potrebbe fornire miglioramenti significativi nella capacità di imaging. L'utilizzo di stampanti 3D ad alta risoluzione ci consente di provare nuovi, progetti di dispositivi tridimensionali con cicli di sviluppo molto più rapidi.

"Gli strumenti musicali creano suoni su un'ampia gamma di frequenze e sono stati accuratamente progettati nel corso dei secoli per essere molto efficienti nel farlo. È risaputo che le canne ad alta frequenza sono le più piccole in lunghezza, come in, Per esempio, un ottavino, quindi per realizzare frequenze che vanno oltre l'udito umano - le onde ultrasoniche - la lunghezza deve essere davvero molto piccola, di millimetri di lunghezza.

"Sarebbe estremamente difficile da costruire utilizzando tecniche di produzione tradizionali come quelle utilizzate per costruire strumenti musicali, ma la chiave è utilizzare una stampante 3D ad alta risoluzione".

Il team multidisciplinare di ricercatori ha sviluppato e testato i progetti utilizzando modelli matematici e simulazioni al computer per accelerare il processo di progettazione.

Mentre il suo sviluppo è in una fase iniziale, la tecnologia potrebbe anche avere implicazioni significative nella progettazione di apparecchi acustici, nel sonar subacqueo e nei controlli non distruttivi di strutture critiche per la sicurezza come le centrali nucleari.