Пьетер Крюйзинга (Pieter Kruizinga) из Университета им. Эразма Роттердамского, Нидерланды, и его коллега из других нидерландских научных учреждений, создали новую систему, которая сокращает до одного количество датчиков, необходимых для формирований трехмерного УЗИ. Подробно свою разработку ученые описали в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Эта неинвазивная технология использует звук для формирования изображения мягких тканей, внутренних органов и целых детей в трех измерениях. Однако она имеет свои недостатки. Поскольку ультразвуковое сканирование опирается на крошечные и слабые эхо-сигналы, большинство таких 3D-устройств, чтобы генерировать детальное изображение, нуждаются в откликах от тысяч датчиков.

Новая система, которой нужен лишь один датчик, использует т.е. «compressive sensing» — метод, который экстраполирует информацию из одного источника данных на многие разные точки, используя довольно сложный математический аппарат.

Инженеры помещают над датчиком пластиковый корпус неправильной формы, на поверхности которого расположены небольшими точками на разной высоте. Когда высокочастотные звуковые волны, излучаемые датчиком, проходят через пластик, эта так называемая «кодированная апертурная маска» вводит небольшие задержки в звук. Когда звук возвращается к датчику, он затем запускается через компьютерный алгоритм, который определяет задержки и представляет их как отдельные пиксели. Поскольку точки распределены случайным образом по поверхности крышки, вращение маски позволяет выполнять больше измерений и помогает получать изображение с лучшим разрешением.

Исследователи протестировали свое устройство, погрузив две пластиковые буквы, напечатанные на 3D-принтере, в небольшой резервуар с водой. Когда они активировали ультразвуковой датчик, он смог вычленить эти буквы из общего потока данных и определить их местоположение в трехмерном пространстве.