УЗ-преобразователь как средство диагностики инфекции среднего уха

УЗ-преобразователь как средство диагностики инфекции среднего уха

Выпуск 20 (6694) от 16 октября 2019 г.
РУБРИКА: МЕДИЦИНСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Институт фотонных микросистем Общества Фраунгофера (г. Дрезден, ФРГ) и компания OtoNexus Medical Technologies (г. Сиэтл, шт. Вашингтон, США) намерены в скором времени представить новый ультразвуковой датчик, способный осуществлять быструю и надежную диагностику инфекции среднего уха. Датчик будет встраиваться в отоскоп и поможет врачам решить, действительно ли необходим курс антибиотиков – ​снижение их применения считается перспективным направлением, так как помогает снизить нагрузку на здоровье пациента и замедлить адаптацию к антибиотикам бактерий, вирусов и микробов.

В случаях инфекции среднего уха, особенно среди младенцев и детей младшего возраста, антибиотики являются основным средством лечения. Тем не менее оборудование, используемое для диагностики подобных заболеваний, не модернизировалось уже в течение многих десятилетий. В результате врачи могут поставить только ориентировочный диагноз, как правило субъективный и неточный. В среднем точность диагностики инфекции среднего уха составляет всего 50%, особенно когда речь идет о разграничении бактериальной и вирусной инфекции. Это означает, что многим детям прописывают антибиотики без необходимости, что, в свою очередь, способствует росту резистентности к антибиотикам штаммов бактерий и вирусов по всему миру. Новый тип ультразвукового преобразователя, разработанный в Институте фотонных микросистем Общества Фраунгофера, способен решить данную проблему. Для точной диагностики инфекции среднего уха (также известной как средний отит) используется ультразвуковое исследование через воздушную среду. Американская корпорация OtoNexus Medical Technologies разработала отоскоп (см. рисунок), в который встраивается УЗ-преобразователь их немецких коллег. В настоящее время прибор проходит клинические исследования. Педиатры и другие врачи смогут использовать его для исследования наружного слухового канала, в частности области за барабанной перепонкой. Всего за несколько секунд они смогут определить, есть ли воздух или жидкость в среднем ухе, и охарактеризовать эту жидкость, что позволит им различать стадии болезни и определять подходящее лечение.



Источник: Источник: https://www.i-micronews.com/ultrasound-sensor-aidsdiagnosis- of-middle-ear-infection/

Емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь


Эхосигнал выявляет степень заражения

Классический отоскоп – ​это оптическая система, которая не менялась долгие годы. Однако, будучи оснащен новым УЗ-преобразователем, который является и передатчиком, и приемником, он предоставит диагностам новые возможности и функции. Датчик излучает УЗ-импульсы и улавливает эхо, отраженное от барабанной перепонки. На основании этих данных устройство генерирует показания, информирующие врача о стадии развития инфекции.

Инновационный преобразователь предназначен для работы через воздушную среду. Он имеет конденсатор, образованный двумя электродами, разделенными небольшим воздушным зазором. Один из этих электродов гибкий, его вибрации используются для передачи УЗ-импульсов. Когда эхосигнал от излученного импульса попадает на гибкую мембрану, результирующая вибрация преобразуется в обнаруживаемый электрический сигнал. Собственное ПО, разработанное OtoNexus Medical Technologies, анализирует эхосигнал. Первоначальные клинические исследования подтвердили точность анализа. Другими словами, чтение результата дает врачам надежные основания для диагностики инфекции среднего уха.


Миниатюрность и пригодность для массового производства

Ультразвуковой преобразователь представляет собой так называемый емкостный микромеханический УЗ-преобразователь (capacitive micromachined ultrasonic transducer, CMUT). Он изготавливается на кремниевой пластине с помощью технологии специализированных микроэлектромеханических систем (MEMS), разработанной в Институте фотонных микросистем Общества Фраунгофера. Преобразователь имеет низкое энергопотреб-ление и может быть изготовлен с малыми затратами на производство. Кроме того, в отличие от традиционных керамических пьезоэлектрических УЗ-преобразователей, новый MEMS-преобразователь характеризуется миниатюрностью. Это его главное преимущество, так как прибор меньшего размера легче интегрировать в отоскоп.

Новый отоскоп пока находится в стадии разработки, его выход на рынок ожидается через несколько лет.

Использование нового MEMS-датчика не ограничено медицинскими применениями. Например, УЗ-преобразователи могут быть встроены в смартфоны и планшетные ПК для управления жестами или установлены в транспортных средствах для контроля бортовых информационно-развлекательных систем, а также выполнять различные функции в робототехнике, включая измерение расстояния.


Ultrasound Sensor Aids Diagnosis of Middle-Ear Infection. I–Micronews, September 12, 2019: https://www.i-micronews.com/ultrasound-sensor-aids-diagnosis-of-middle-ear-infection/


МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА

Эдуард Маслов

В практике ЛОР-врачей, особенно работающих с детьми, часто возникает вопрос о наличии или отсутствии экссудата за барабанной перепонкой, что позволяет более качественно подходить к выбору лечения, в том числе и возможной антибиотикотерапии. При осмотре пациентов используется отоскоп, но он позволяет только визуализировать барабанную перепонку, и нет возможности достоверно оценить состояние барабанной полости. При выходе на рынок прибора, который совместит функции отоскопа и ультразвуковой диагностики барабанной полости, появится возможность более качественно и быстро проводить диагностику заболеваний уха.


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ