Oficiālā sasniegumu publikācija

Kā atbalss adatu pamattehnoloģiju definētājs un ražotājs mēs oficiāli atklājam dvēseli, kas nosaka to ultraskaņas redzamību - patentēto polimēru mikroburbuļu pārklājuma tehnoloģiju. Pārkāpjot parasto virsmas modifikāciju ierobežojumus, mēs precīzi noregulējam polimēru preparātus un mikroburbuļu iekapsulēšanas procesus, lai uz adatu virsmām izveidotu 10–30 μm biezu kompozītmateriālu pārklājumu, kas satur miljoniem vienāda izmēra (1–5 μm) noslēgtu mikroburbuļu. Šis pārklājums palielina nerūsējošā tērauda adatu ultraskaņas atbalss intensitāti par vairāk nekā 20 dB, nodrošinot augsta kontrasta vizualizāciju uz sarežģīta audu fona un veidojot neaizstājamu vizuālās navigācijas pamatu ar ultraskaņu vadītām iejaukšanās procedūrām.

R&D fons un galvenie sāpju punkti

Ultraskaņas vadītā punkcijā parastās metāla adatas rada vājus, izkliedētus atbalss signālus to gludo virsmu un akustiskās pretestības dēļ, kas atrodas tuvu apkārtējiem audiem, bieži vien sonogrammās parādās kā vājas, pārtrauktas spoku līnijas. Īpaši dziļu punkciju, zema leņķa ievietošanas vai gadījumos ar blakus esošām hiperehoiskām struktūrām (piemēram, fascijām, taukiem) adatas viegli pazūd no ultraskaņas attēliem. Ķirurgiem jāpaļaujas uz netiešām pazīmēm (piemēram, audu pārvietošanos) vai atkārtotu zondēšanu, kas nopietni apdraud pirmās kārtas panākumu līmeni, precizitāti un drošību, kā arī pagarina pacienta komplikāciju laiku. Klīniski ir steidzams pieprasījums pēc punkcijas adatām, kas ultraskaņā skaidri iezīmējas kā bākas.

Galvenās tehnoloģiskās inovācijas

Mūsu inovācija slēpjas materiālu dizainā un precīzās pārklāšanas procesā amikroburbuļu matricas pārklājums:

• Daudzfāzu kompozītu polimēru sistēmaPārklājums nav viens materiāls, bet gan rūpīgi izstrādāta kompozītmateriālu sistēma. Matrica izmanto bioloģiski saderīgus medicīniskās kvalitātes poliuretāna vai silīcija polimērus ar spēcīgu metāla adhēziju, lai nodrošinātu mehānisko izturību un pārklājuma saķeri. Attēlveidošanas kodols sastāv no miljoniem noslēgtu mikroburbuļu, kas vienmērīgi izkliedēti matricā; iekšpusē noslēgtā gāze (piemēram, gaiss, slāpeklis) rada lielu akustiskās pretestības nesakritību ar apkārtējiem audiem/šķidrumiem, radot spēcīgas atbalsis. Speciālie silāna savienojošie līdzekļi darbojas kā saskarnes pastiprinātāji, veidojot spēcīgas ķīmiskās saites starp nerūsējošā tērauda virsmām un polimēru matricām, lai novērstu pārklājuma lobīšanos pēc atkārtotām caurduršanas, locīšanas un augstspiediena sterilizācijas.
• Precīza mikroburbuļu izmēra un sadalījuma kontroleMēs izmantojam kombinētu in situ putošanas un mehāniskās emulgācijas procesu. Precīzi regulējot prepolimēra viskozitāti, putojošā līdzekļa veidu un koncentrāciju, kā arī emulgācijas bīdes spēku, mikroburbuļu diametri tiek stingri kontrolēti 1–5 μm robežās. Šie mikroburbuļi, kas ir daudz mazāki par ultraskaņas viļņu garumiem, rada intensīvu Rayleigh izkliedi, kas darbojas kā ideāli atpakaļizkliedes avoti. Tikmēr pielāgotas plūsmas kanālu konstrukcijas nodrošina ļoti vienmērīgu burbuļu sadalījumu pārklājuma šķērsgriezumos un garenvirzienos, novēršot attēlveidošanas aklās zonas.
• Precīza pārklāšanas un cietēšanas processDatorvadītas mikrodispensijas vai iegremdēšanas paņēmienus vienmērīgi uzklāj uz rotējošām adatām ar mikroburbulīšiem pildītas polimēru suspensijas. Pēc tam pakāpeniski sacietē precīzi kontrolētā temperatūrā un mitrumā. Šis process nodrošina pilnīgu šķērssavienojumu optimālai mehāniskai veiktspējai, vienlaikus novēršot mikroburbuļu saplūšanu, izplūšanu vai plīsumus, lai saglabātu stabilu izmēru un sadalījumu.

Darbības mehānismi

Tās galvenais darbības princips ir balstīts uz aktīvu ultraskaņas atbalss signālu pastiprināšanu, izmantojotakustiskās pretestības neatbilstība un daudzkārtējas izkliedes efekti. Ultraskaņas attēlveidošana būtībā nosaka atbalsis, kas atspoguļojas no audu saskarnēm. Parastās gludās metāla virsmas rada spožu atstarošanos, tikai atbalsis perpendikulāri uztvertajai zondei, kā rezultātā signāli ir vāji. Mūsu mikroburbuļu pārklājums rada atšķirīgas akustiskās saskarnes: miljoniem mikroburbuļu darbojas kā neskaitāmi sīki akustiski spoguļi. Lielā pretestības atšķirība starp iekšējo gāzi un apkārtējo polimēru/audu rada spēcīgu krītošo ultraskaņas viļņu izkliedi. Vienmērīgi sadalītā mikroburbuļu matrica garantē bagātīgu burbuļu daudzumu ultraskaņas staru ceļiem neatkarīgi no kritiena leņķa, izkliedējot atbalsis atpakaļ uz zondi. Īpašais pārklājuma biezums vēl vairāk izraisa konstruktīvus traucējumus starp atbalsīm, kas atspoguļojas pārklājuma un metāla saskarnē, un atbalss, kuras izkliedē mikroburbuļi, pastiprinot kopējos atbalss signālus. Līdz ar to adatas ultraskaņas ekrānos parādās kā nepārtrauktas, spilgtas, asi izteiktas hiperehoiskas līnijas.

Efektivitātes pārbaude

Standartizētajos ultraskaņas fantoma testos mūsu atbalss adatas sasniedza ievērojami augstākus redzamības rādītājus (akli novērtējuši vecākie sonologi) nekā adatas bez pārklājuma un komerciāli pieejamas pārklājuma alternatīvas parasti izmantotajās 5–12 MHz ultraskaņas frekvencēs. Imitētos audu punkcijas eksperimentos ķirurgi apstiprināja mērķa adatas ievietošanu par 35% ātrāk ar mūsu ehoadatām un par 50% mazāku dūrienu mēģinājumiem. Publicētie klīniskie pētījumi liecina, ka ar ultraskaņas vadītu iekšējo jūga vēnu kateterizāciju mūsu atbalss adatas paaugstināja pirmās punkcijas izdošanās gadījumu skaitu no 68% līdz 9% avārijas artēriju komplikāciju samazinājuma. punkcija. Dziļo audu biopsijās (piemēram, transrektālā prostatas biopsija) pilnas adatas trajektorijas redzamība ļauj ķirurgiem precīzi pielāgot trajektorijas, izvairoties no asinsvadiem un nerviem, uzlabojot paraugu ņemšanas precizitāti un samazinot asiņošanas risku.

Pētniecības un attīstības stratēģija un filozofija

Mēs stingri ticam:Intervences ultraskaņā redzēt nozīmē kontrolēt.Mūsu pētniecības un attīstības stratēģija paredz starpdisciplināru integrāciju, dziļi apvienojot polimēru materiālu zinātni, akustisko fiziku un precīzo ražošanu. Pārsniedzot pamata virsmas apstrādi, mēs apņemamies izstrādāt un konstruēt funkcionālas saskarnes ar optimālām akustiskām īpašībām molekulārā līmenī. Mūsu mērķis ir ne tikai padarīt adatas redzamas, bet arī pārvērst tās par neiztrūkstošiem skaidriem marķieriem ultraskaņas attēlos.

Nākotnes perspektīva

Virzoties uz priekšu, mēs virzīsimies uz priekšuvieda attēlveidošana un funkcionāli integrēti pārklājumi. Pētījumu virzieni ietver akustiski reaģējošu pārklājumu izstrādi ar regulējamu ehogenitāti, izmantojot ultraskaņas mehānisko indeksu (MI): zema MI slepenais režīms, lai samazinātu artefaktus, un augsta MI spilgtais režīms precīzai lokalizācijai; terapeitiski pārklājumi, kas pildīti ar kontrastvielu mikroburbuļiem, kas izdala lokālas zāles, ja pēc adatas ievietošanas tos plīst ar augstas enerģijas ultraskaņu; no virziena atkarīgi attēlveidošanas pārklājumi, kas norāda uz adatas rotācijas orientāciju sonogrammās. Mūsu mērķis ir pārveidot atbalss adatas no pasīviem attēlveidošanas rīkiem viedos intervences termināļos, kas mijiedarbojas ar ultraskaņas ierīcēm un sniedz daudzdimensiju informāciju.