斯特拉斯克萊德大學的研究人員制造了一種可用于提高醫學圖像質量的樂器的小型化版本。

科學和工程研究人員根據全尺寸儀器中的各種管道創建了一個小型管風琴。

該設備旨在通過擴大用于發射聲波的頻率范圍來改善來自掃描儀的圖像，例如胎兒的圖像。研究人員已經證明了它能夠產生這些頻率，并通過使用3D打印機為器官創造了最佳設計。

該研究發表在IEEE超聲波，鐵電體和頻率控制交易期刊上。

斯特拉斯克萊德數學與統計系主任，該研究合作伙伴Tony Mulholland教授說：“樂器有各種各樣的設計，但它們都有一個共同點 - 它們可以在很寬的頻率范圍內發出聲音。所以對于未來的醫學成像傳感器來說，有一大堆設計理念，等待在眾多設計中被發現。

“大約20%的醫學掃描是使用超聲波進行的。掃描儀通過發出頻率高于人類聽覺的聲波來創建圖像。掃描儀以單一頻率運行 - 類似于只能彈奏一個音符的鋼琴 - 這部分地解釋了在超聲圖像中看到的相對較差的分辨率。

“如果我們的掃描儀可以在很寬的頻率范圍內發射波，那么這將顯著提高成像能力。”

斯特拉斯克萊德超聲波工程中心的James Windmill教授也是該研究的合著者，他說：“開發寬帶寬超聲系統可以顯著提高成像能力。使用高分辨率3-D打印機可以讓我們嘗試新的，三維設備設計具有更快的開發周期。

“樂器可以在很寬的頻率范圍內創造聲音，經過幾個世紀的精心設計，效率非常高。眾所周知，最高頻率的管道長度最小，例如短笛因此，要實現超出人類聽覺 - 超聲波的頻率 - 長度必須非常小，確實長度為毫米。

“使用傳統制造技術(例如用于制作樂器的制造技術)很難構建，但關鍵是使用高分辨率3-D打印機。”

多學科研究團隊使用數學模型和計算機模擬開發和測試設計，以加快設計過程。

雖然其發展處于早期階段，但該技術還可能對助聽器的設計，水下聲納以及核電廠等安全關鍵結構的無損檢測產生重大影響。