Công bố chính thức thành tích

Với tư cách là người xác định và sản xuất các công nghệ kim siêu âm cốt lõi, chúng tôi chính thức công bố linh hồn xác định khả năng hiển thị siêu âm của họ - công nghệ phủ bong bóng polymer siêu nhỏ độc quyền. Phá vỡ những hạn chế của việc sửa đổi bề mặt thông thường, chúng tôi điều chỉnh chính xác các công thức polyme và quy trình đóng gói vi bọt để tạo ra lớp phủ tổng hợp dày 10–30 μm trên bề mặt kim, chứa hàng triệu vi bọt kín có kích thước đồng đều (1–5 μm). Lớp phủ này tăng cường độ phản âm siêu âm của kim thép không gỉ lên hơn 20 dB, mang lại hình ảnh có độ tương phản cao trên nền mô phức tạp và tạo thành nền tảng điều hướng trực quan không thể thay thế cho các quy trình can thiệp dưới hướng dẫn của siêu âm.

Bối cảnh R&D và những điểm yếu chính

Trong phương pháp chọc dò dưới hướng dẫn của siêu âm, kim kim loại thông thường tạo ra tín hiệu phản âm yếu, khuếch tán do bề mặt nhẵn và trở kháng âm gần với các mô xung quanh, thường xuất hiện dưới dạng các đường ma mờ, không liên tục trên siêu âm. Đặc biệt là trong các vết thủng sâu, chèn góc thấp hoặc các trường hợp có cấu trúc tăng âm liền kề (ví dụ như màng, mỡ), kim dễ dàng biến mất khỏi hình ảnh siêu âm. Bác sĩ phẫu thuật phải dựa vào các dấu hiệu gián tiếp (ví dụ như dịch chuyển mô) hoặc thăm dò lặp đi lặp lại, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tỷ lệ thành công lần đầu, độ chính xác và an toàn, kéo dài thời gian phẫu thuật và làm tăng sự khó chịu của bệnh nhân và nguy cơ biến chứng. Về mặt lâm sàng, nhu cầu cấp thiết về kim đâm có khả năng tự đánh dấu rõ ràng như đèn hiệu dưới sóng siêu âm.

Đổi mới công nghệ cốt lõi

Sự đổi mới của chúng tôi nằm ở thiết kế vật liệu và quy trình phủ chính xác của mộtlớp phủ ma trận vi bọt:

• Hệ thống polyme tổng hợp nhiều phaLớp phủ không phải là một vật liệu đơn lẻ mà là một hệ thống composite được thiết kế cẩn thận. Chất nền sử dụng polyme gốc silicon hoặc polyurethane cấp y tế tương thích sinh học với độ bám dính kim loại mạnh để cung cấp độ bền cơ học và liên kết lớp phủ. Lõi hình ảnh bao gồm hàng triệu vi bọt kín được phân bố đều trong ma trận; khí bịt kín bên trong (ví dụ: không khí, nitơ) tạo ra sự chênh lệch trở kháng âm thanh lớn với các mô/chất lỏng xung quanh, tạo ra tiếng vang mạnh. Các chất liên kết silane đặc biệt đóng vai trò như chất tăng cường bề mặt, hình thành các liên kết hóa học mạnh mẽ giữa bề mặt thép không gỉ và ma trận polyme để ngăn ngừa bong tróc lớp phủ sau nhiều lần đâm thủng, uốn cong và khử trùng ở áp suất cao.
• Kiểm soát chính xác kích thước và phân bố vi bọtChúng tôi sử dụng quy trình nhũ hóa cơ học tạo bọt kết hợp tại chỗ. Bằng cách điều chỉnh chính xác độ nhớt của prepolyme, loại và nồng độ chất tạo bọt cũng như lực cắt nhũ tương, đường kính vi bọt được kiểm soát chặt chẽ trong vòng 1–5 μm. Nhỏ hơn nhiều so với bước sóng siêu âm, những vi bọt này tạo ra sự tán xạ Rayleigh cường độ cao, đóng vai trò là nguồn tán xạ ngược lý tưởng. Trong khi đó, thiết kế kênh dòng chảy tùy chỉnh đảm bảo phân phối bong bóng đồng đều cao trên các mặt cắt lớp phủ và hướng dọc, loại bỏ các điểm mù hình ảnh.
• Quy trình phủ và bảo dưỡng chính xácKỹ thuật phân phối vi mô hoặc nâng nhúng được điều khiển bằng máy tính áp dụng đồng đều hỗn hợp polyme được nạp vi bọt lên kim quay. Việc xử lý từng bước sau đó được thực hiện dưới nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát chính xác. Quá trình này đảm bảo liên kết ngang đầy đủ để có hiệu suất cơ học tối ưu đồng thời ngăn chặn sự kết tụ, thoát ra hoặc vỡ của vi bọt để duy trì kích thước và sự phân bố ổn định.

Cơ chế hoạt động

Nguyên lý hoạt động cốt lõi của nó dựa vào việc tích cực khuếch đại tín hiệu siêu âm thông quatrở kháng âm thanh không phù hợp và hiệu ứng tán xạ đa. Hình ảnh siêu âm về cơ bản phát hiện tiếng vang phản xạ từ các bề mặt mô. Bề mặt kim loại nhẵn thông thường tạo ra phản xạ gương, chỉ có tiếng vang vuông góc với đầu dò nhận được, dẫn đến tín hiệu yếu. Lớp phủ vi bọt của chúng tôi tạo ra các giao diện âm thanh riêng biệt: hàng triệu vi bọt hoạt động như vô số gương âm thanh nhỏ. Sự chênh lệch trở kháng lớn giữa khí bên trong và polyme/mô xung quanh tạo ra sự tán xạ ngược mạnh của sóng siêu âm tới. Ma trận vi bọt được phân bố đồng đều đảm bảo có nhiều bong bóng nằm dọc theo đường đi của chùm tia siêu âm bất kể góc tới, tán xạ tiếng vang trở lại đầu dò. Độ dày lớp phủ cụ thể còn gây ra sự giao thoa tăng cường giữa các tiếng vang phản xạ tại bề mặt tiếp xúc của lớp phủ kim loại và những tiếng vang bị phân tán bởi các vi bọt, khuếch đại tổng tín hiệu tiếng vang. Do đó, các mũi kim xuất hiện dưới dạng các đường tăng âm liên tục, sáng, rõ nét trên màn hình siêu âm.

Xác minh hiệu quả

Trong các thử nghiệm ảo siêu âm được tiêu chuẩn hóa, kim siêu âm của chúng tôi đạt được điểm số hiển thị cao hơn đáng kể (được đánh giá mù bởi các chuyên gia siêu âm cao cấp) so với kim không tráng và các kim thay thế được phủ có bán trên thị trường ở tần số siêu âm 5–12 MHz thường được sử dụng. Trong các thí nghiệm chọc thủng mô mô phỏng, các bác sĩ phẫu thuật xác nhận vị trí đặt kim mục tiêu nhanh hơn 35 % bằng kim siêu âm của chúng tôi, với số lần đâm ít hơn 50 %. Các nghiên cứu lâm sàng đã công bố cho thấy rằng đối với đặt ống thông tĩnh mạch cảnh trong dưới hướng dẫn siêu âm, kim siêu âm của chúng tôi đã nâng tỷ lệ thành công trong lần đâm đầu tiên từ 78 % lên 96 %, giảm đáng kể các biến chứng như vô tình đâm thủng động mạch. Trong sinh thiết mô sâu (ví dụ, sinh thiết tuyến tiền liệt qua trực tràng), khả năng hiển thị toàn bộ đường kim cho phép bác sĩ phẫu thuật điều chỉnh chính xác quỹ đạo, tránh mạch máu và dây thần kinh, cải thiện độ chính xác của việc lấy mẫu và giảm nguy cơ chảy máu.

Chiến lược và triết lý R&D

Chúng tôi tin tưởng chắc chắn:Trong siêu âm can thiệp, nhìn có nghĩa là kiểm soát.Chiến lược R&D của chúng tôi áp dụng sự tích hợp liên ngành, kết hợp sâu sắc giữa khoa học vật liệu polymer, vật lý âm học và sản xuất chính xác. Vượt ra ngoài việc xử lý bề mặt cơ bản, chúng tôi cam kết thiết kế và xây dựng các bề mặt chức năng có đặc tính âm thanh tối ưu ở cấp độ phân tử. Mục đích của chúng tôi không chỉ là làm cho kim có thể nhìn thấy được mà còn biến chúng thành những điểm đánh dấu rõ ràng không thể chấp nhận được trên hình ảnh siêu âm.

Triển vọng tương lai

Tiến về phía trước, chúng ta sẽ tiến tớihình ảnh thông minh và lớp phủ tích hợp chức năng. Các hướng nghiên cứu bao gồm phát triển lớp phủ phản ứng âm học với khả năng tạo tiếng vang có thể điều chỉnh bằng chỉ số cơ học siêu âm (MI): chế độ tàng hình MI thấp để giảm hiện tượng giả và chế độ sáng MI cao để định vị chính xác; lớp phủ trị liệu chứa các vi bọt chất tương phản giải phóng thuốc tại chỗ khi bị vỡ bởi siêu âm năng lượng cao sau khi đặt kim; lớp phủ hình ảnh phụ thuộc vào hướng cho biết hướng quay của kim trong siêu âm. Mục tiêu của chúng tôi là phát triển kim siêu âm từ các công cụ hình ảnh thụ động thành thiết bị đầu cuối can thiệp thông minh tương tác với các thiết bị siêu âm và cung cấp thông tin đa chiều.