چاپ

آریا بانو - ایسنا /محققان دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس از روش جدیدی برای افزایش حساسیت حسگرهای نوری معمولی رونمایی کرده‌اند که در بسیاری از تلاش‌های علمی و فناوری، از تشخیص امواج گرانشی گرفته تا تصویربرداری از بافت‌های زیستی برای تشخیص‌های پزشکی، کاربرد دارند و حسگرهای نوری بسیار حساس ممکن است بتوانند دستگاه‌های ام‌آرای را کنار تخت بیمار بیاورند.
حسگرهای نوری از نور برای تشخیص تغییرات در مشخصه‌های محیطی که تحت نظارت هستند استفاده می‌کنند. این تغییرات شامل نشانگرهای زیستی شیمیایی و خواص فیزیکی مانند دما است. با این حال، آنها مدت هاست که با چالش تشخیص سیگنال‌های ضعیف در میان نویز رو به رو هستند.
لان یانگ(Lan Yang)، ادوین اچ(.Edwin H) و فلورانس جی. اسکینر(Florence G. Skinner) استاد دپارتمان مهندسی برق و سیستم‌ و دانشجوی دکترای او، ونبو مائو(Wenbo Mao)، یک پلتفرم سنجش نقاط استثنایی(EP) ارتقا یافته را توسعه داده‌اند.
به بیان ساده، نقاط استثنایی(EPs)، نقاطی هستند که در آن ویژگی‌های نور، مانند شدت یا فاز، با تغییرات بسیار کوچک به‌طور چشمگیری تغییر می‌کنند. به عنوان مثال، حسگری را تصور کنید که یک تغییر معمولی در خوانش را با یک تغییر دمای کوچک نشان می‌دهد. در یک نقطه استثنایی، یک تغییر دمای مشابه باعث تغییر شدید در خوانش می‌شود.

آریا بانو

برخلاف روش‌های سنتی که نیاز به تغییراتی در خود حسگر دارند، این سیستم دارای یک واحد کنترل نقطه استثنایی است. این واحد می‌تواند به حسگرهای خارجی جدا شده فیزیکی متصل شود و حساسیت فوق‌العاده‌ای را بدون ایجاد تغییرات پیچیده حسگر ممکن سازد.
یانگ در بیانیه‌ای گفته است: ما پلتفرم جدیدی را پیاده‌سازی کرده‌ایم که می‌تواند بهبود نقاط استثنایی را برای حسگرهای نوری معمولی فراهم کند. این سیستم نشان دهنده گسترش انقلابی حسگر نقاط استثنایی است که کاربرد و جهانی بودن آن را به طور قابل توجهی گسترش می‌دهد.
ممکن شدن قابلیت‌های جدید
مائو می‌گوید: با این کار، ما نشان دادیم که می‌توانیم به طور قابل توجهی توانایی خود را برای تشخیص آشفتگی‌هایی که سیگنال‌های ضعیفی دارند، افزایش دهیم. ما اکنون بر رساندن این نظریه به مرحله کاربرد گسترده تمرکز کرده‌ایم.
من به طور خاص بر روی برنامه‌های پزشکی متمرکز شده‌ام و به طور ویژه در تلاشم تا حسگر مغناطیسی، که می‌تواند برای بهبود فناوری تصویربرداری پرتو مغناطیسی استفاده شود را تقویت کنم.
در حال حاضر، تصویربرداری پرتو مغناطیسی یا به اختصار ام‌ارآی به یک اتاق کامل با کنترل دقیق دما نیاز دارد. پلتفرم نقاط استثنایی ما می‌تواند برای تقویت حسگر مغناطیسی برای فراهم کردن ام‌آرآی قابل حمل در کنار تخت بیمار استفاده شود.
تحقیقات این تیم در مجله Science Advances منتشر شده است.