Máy siêu âm nhỏ gọn, giá chỉ 100 USD

Trong khi phần lớn các máy siêu âm hiện nay đề khá cồng kềnh và đắt tiền, một nhóm nghiên cứu tại ĐH British Columbia (UBC, Canada) vừa chế tạo thành công thiết bị với tính năng tương tự, có kích thước chỉ bằng miếng băng gạc và giá thành dưới 100 USD.

Nhờ sự nhỏ gọn đáng kinh ngạc như vậy, chiếc máy này được hứa hẹn sẽ đem công nghệ siêu âm tới tận những nơi xa xôi. Hôm 27/08, kết quả nghiên cứu của nhóm đã được công bố trên Tạp chí Microsystems & Nanoengineering.

Thiết bị siêu âm vô cùng nhỏ gọn do các nhà nghiên cứu tại UBC chế tạo. (Ảnh: Futurism).

Thành phần chiếm vai quan trọng nhất đối với bất cứ cỗ máy siêu âm nào chính là bộ cảm biến hoặc đầu dò – có khả năng phát ra sóng âm thanh, sóng âm này sẽ bị phản hồi lại khi tiếp xúc với các mô trên cơ thể và hình thành tiếng dội. Tiếp đó, bộ cảm biến (hay đầu dò) sẽ lọc ra những tín hiệu dội để gửi đến máy tính – nơi dữ liệu sẽ được sử dụng để tạo thành đồ thị âm (sonogram).

Hiện nay, hầu hết các bộ cảm biến đều được tích hợp tinh thể áp điện (piezoelectric crystal) – tinh thể nhỏ có khả năng tạo ra điện áp khi trải qua rung động. Tuy nhiên, các tinh thể như vậy rất khó chế tạo và tốn kém – điều góp phần làm tăng chi phí của bộ cảm biến. Do đó, một số kỹ sư đã thử chuyển sang loại cảm biến siêu âm điện dung (CMUT) – chứa những lớp màng rung nhỏ, dao động mỗi khi tiếp xúc với dòng điện. Loại màng này thường được chế tạo từ silicon cứng, tuy nhiên nhóm nghiên cứu của UBC đã tìm cách thay thế bằng một loại nhựa polymer rẻ tiền hơn. Trong các cuộc thử nghiệm, bộ cảm biến chứa polyCMUT đã cho ra kết quả là hình ảnh siêu âm với chất lượng không hề thua kém so với tinh thể áp điện.

Cũng theo thông cáo báo chí của UBC, chi phí cho việc sản xuất polyCMUT là rất rẻ, chưa tới 100 USD, bên cạnh yêu cầu về thiết bị chỉ ở mức tối thiểu. Ngoài ra, bộ cảm biến cũng chỉ cần nguồn điện nhỏ (cỡ khoảng 10 V) để hoạt động, nghĩa là điện thoại thông minh có thể cấp nguồn cho nó, điều này mở ra khả năng sử dụng ở những nơi thiếu điện. Hơn nữa, nhờ vào kích thước nhỏ gọn mà các tùy chọn thiết kế mới dựa trên công nghệ này trở nên khả dĩ hơn hết, chẳng hạn bác sĩ có thể quấn những đầu dò quanh cơ thể bệnh nhân một cách linh hoạt nhằm tạo ra hình ảnh chính xác nhất.