非接觸式激光超聲圖像公布 將極大地擴大臨床環(huán)境中醫(yī)生的使用范圍

麻省理工學院的研究人員揭示了通過新型激光超聲成像技術生成的人體組織的第一批圖像。 與傳統(tǒng)超聲不同，新技術不需要與人體皮膚接觸，從而極大地擴大了臨床環(huán)境中醫(yī)生的使用范圍。

常規(guī)超聲是臨床醫(yī)生目前使用的最便宜、最簡單的成像方法之一。與X射線或CT掃描不同，超聲波不涉及有害輻射，并且與PET或MRI掃描不同，不需要大型昂貴的機器。當然，超聲波確實有許多限制，從成像過程中需要大量的身體接觸到成像結果的可變性。

麻省理工學院的一組研究人員已經(jīng)有效地證明了一種新的涉及激光的非接觸超聲方法。開發(fā)新方法的挑戰(zhàn)是想出一種使用激光產(chǎn)生聲波的方法。傳統(tǒng)的超聲波使用聲波穿透人體并從不同的組織反彈回來。當然，光無法像聲音那樣深入人體。

這種新方法已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，波長為1550納米的脈沖激光在擊中人體皮膚時會產(chǎn)生聲波。跟蹤相同波長的第二激光可以隨后檢測反射的聲波并生成與常規(guī)超聲波相似的圖像。

這項新研究的資深作者Brian Anthony解釋說：“這就像我們一邊沿著墻走，一邊在不同的地方傾聽；或不斷地對著大峽谷大喊大叫。然后你將得到足夠的數(shù)據(jù)，讓你弄清楚聲波在其中反彈的所有物體的幾何形狀?！?/p>

在這項新研究中，研究人員證明了這種新穎的激光超聲技術的成功開發(fā)，從對類似于人皮膚的明膠模具的初步測試到切除的動物組織。該研究最終展示了該方法在人類志愿者中的功效，展示了人類前臂的第一批非接觸式激光超聲圖像。

在這一點上，該方法無法以與傳統(tǒng)超聲技術相同的分辨率提供圖像，但是研究人員認為這只是第一個跨越的發(fā)展里程碑。該系統(tǒng)可以潛在地進行改進，以提供更精細的組織細節(jié)。

Anthony表示：“我們正處于激光超聲技術的起步階段。想象一下，我們已經(jīng)達到了超聲波現(xiàn)在可以做的所有事情的地步，但要保持一定距離。這為您提供了一種全新的方式來查看體內(nèi)器官并確定深層組織的性質(zhì)，而無需與患者接觸?！?/p>

正是這種無需物理接觸即可輕松生成便宜而詳細的圖像的能力，使這種激光超聲技術變得很有前途。除了消除可能因獨立的操作員差異而引起的不一致性外，非接觸式方法還可以對大量無法進行傳統(tǒng)超聲檢查的患者進行成像。這包括嬰兒、燒傷受害者或外科手術后的患者，根本無法將探頭壓在皮膚上。

這將消除對超聲操作員的需要并實現(xiàn)了流程的自動化，還允許使用新的便攜式篩查設備。這提出了未來的方案，可為患者提供家庭篩查和維持原本需要經(jīng)常進行臨床就診的疾病。

Anthony表示：“我可以想象一個場景，您可以在家中完成此任務。早上起床時，我可以獲得甲狀腺或動脈的圖像，并且可以在體內(nèi)進行體內(nèi)生理成像。您可以想象將其部署在周圍環(huán)境中以了解您的內(nèi)部狀態(tài)?！?/p>

這項新研究發(fā)表在《自然》子刊《光：科學與應用》上。
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