Shima Shahab, profesora asistente de la Facultad de Ingeniería Mecánica, recibió el Premio al Desarrollo Profesional Temprano de la Facultad (CAREER) de la Fundación Nacional de Ciencias por desarrollar métodos innovadores para realizar tratamientos de ultrasonido.

Shima Shahab, profesora asistente de la Facultad de Ingeniería Mecánica, recibió el Premio al Desarrollo Profesional Temprano de la Facultad (CAREER) de la Fundación Nacional de Ciencias por desarrollar métodos innovadores para realizar tratamientos de ultrasonido.

Cualquiera que haya estado cerca de un altavoz en un concierto ha sentido la energía que pueden transmitir las ondas sonoras. Los graves fuertes en un concierto pueden sentirse como un impacto físico. Este principio destaca la tecnología de ultrasonido enfocado, que utiliza este tipo de energía para entregar ondas concentradas de energía en lugares específicos. Estas ondas pueden penetrar los tejidos del cuerpo, haciéndolos muy adecuados para su uso en tratamientos médicos no invasivos.

El laboratorio de Shahab está explorando nuevas formas de dirigir esta energía usando lentes acústicas. Así como una lente óptica puede enfocar los rayos de luz en un solo punto, las lentes acústicas manipulan la energía del sonido. Este desarrollo lleva el rendimiento de los ultrasonidos a otro nivel. Dependiendo de la configuración de la superficie de una lente, las ondas de sonido se pueden redirigir y emitir con precisión quirúrgica.

El equipo ha trabajado para desarrollar este enfoque como una herramienta eficaz para tratar problemas en el cerebro, abordando problemas como la ablación no invasiva de tumores cerebrales y los trastornos transitorios de la barrera hematoencefálica. Si la tecnología se puede mejorar lo suficiente, abriría la puerta a los tratamientos para los tumores cerebrales, la epilepsia y las enfermedades de Alzheimer y Parkinson.

«Con el advenimiento de los modelos matemáticos en este proyecto, las nuevas lentes acústicas tienen un gran potencial para ser una tecnología innovadora para generar cualquier campo de ultrasonido enfocado de alta intensidad que se utilice en las terapias de ultrasonido», dijo Shahab. «Con ese fin, colaboraremos con el Departamento de Ingeniería Biomédica y Mecánica y el Instituto de Investigación Biomédica Fralin en el VTC para mejorar la calidad de vida de los pacientes con enfermedades cerebrales al minimizar su tiempo de tratamiento».

El Premio CARRERA de Shahab proporcionará fondos para promover estos tratamientos de vanguardia. Las lentes se imprimen en 3D para cada paciente individual para crear ondas de sonido que se ajustan con precisión a lo que están tratando. Para lograr el nivel más alto de ajuste de lentes individuales, se recopila una variedad de datos, incluidas variaciones en la textura y el grosor de la lente acústica y comentarios sobre la respuesta de diferentes tejidos. Al combinar los datos biológicos con el desarrollo de tratamientos personalizados, Shahab y su equipo podrán ofrecer a la comunidad científica un valioso conjunto de herramientas que abre nuevas posibilidades para la salud y el bienestar de los pacientes.

Su investigación ha sido publicada en Applied Physics Letters y AIP Scilight.

Además de las actividades de investigación, el equipo utilizará los fondos para ofrecer actividades centradas en la háptica ultrasónica utilizando lentes acústicos en campamentos de verano para estudiantes subrepresentados de colegios y universidades históricamente negros. Los campamentos se llevan a cabo en colaboración con el Centro para la Mejora de la Diversidad de Ingeniería y la Oficina de Investigación de Pregrado. Los participantes adquieren habilidades únicas, construyen redes profesionales y adquieren experiencias interculturales.

En el trabajo educativo en curso, Shahab trabajará con educadores en el Museo de Ciencias de Virginia Occidental y el Festival de Ciencias de Virginia Tech con hasta 6,000 participantes, incluidos estudiantes de K-12, para crear actividades educativas y prácticas apropiadas para la edad sobre hologramas acústicos. El proyecto tiene como objetivo aumentar la conciencia profesional de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas a través de interacciones bidireccionales entre jóvenes estudiantes y científicos reales. Shahab también trabajará con el Centro de Redes e Impactos Educativos para diseñar e implementar una evaluación integral para evaluar el impacto más amplio de este proyecto.


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