麻省理工學(xué)院的研究人員揭示了通過(guò)新型激光超聲成像技術(shù)生成的人體組織的第一批圖像。與傳統(tǒng)超聲不同，新技術(shù)不需要與人體皮膚接觸，從而極大地?cái)U(kuò)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(jiǎn)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(jī)器。當(dāng)然，超聲波確實(shí)有許多限制，從成像過(guò)程中需要大量的身體接觸到成像結(jié)果的可變性。

麻省理工學(xué)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(kāi)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(lái)。當(dāng)然，光無(wú)法像聲音那樣深入人體。

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

這項(xiàng)新研究的資深作者 Brian Anthony 解釋說(shuō)：“這就像我們一邊沿著墻走，一邊在不同的地方傾聽(tīng)；或不斷地對(duì)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。”

在這項(xiàng)新研究中，研究人員證明了這種新穎的激光超聲技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)，從對(duì)類似于人皮膚的明膠模具的初步測(cè)試到切除的動(dòng)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(diǎn)上，該方法無(wú)法以與傳統(tǒng)超聲技術(shù)相同的分辨率提供圖像，但是研究人員認(rèn)為這只是第一個(gè)跨越的發(fā)展里程碑。該系統(tǒng)可以潛在地進(jìn)行改進(jìn)，以提供更精細(xì)的組織細(xì)節(jié)。

Anthony 表示：“我們正處于激光超聲技術(shù)的起步階段。想象一下，我們已經(jīng)達(dá)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(lái)查看體內(nèi)器官并確定深層組織的性質(zhì)，而無(wú)需與患者接觸。”

正是這種無(wú)需物理接觸即可輕松生成便宜而詳細(xì)的圖像的能力，使這種激光超聲技術(shù)變得很有前途。除了消除可能因獨(dú)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(duì)大量無(wú)法進(jìn)行傳統(tǒng)超聲檢查的患者進(jìn)行成像。這包括嬰兒、燒傷受害者或外科手術(shù)后的患者，根本無(wú)法將探頭壓在皮膚上。

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

Anthony 表示：“我可以想象一個(gè)場(chǎng)景，您可以在家中完成此任務(wù)。早上起床時(shí)，我可以獲得甲狀腺或動(dòng)脈的圖像，并且可以在體內(nèi)進(jìn)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)。”

這項(xiàng)新研究發(fā)表在《自然》子刊《光：科學(xué)與應(yīng)用》上。