近日，麻省理工學院林肯實驗室的研究人員與麻省總醫院（MGH）超聲研究與轉化中心（CURT）的合作者共同開發了一種新型醫學成像設備：非接觸式激光超聲（NCLUS）。

據悉，這種基于激光的超聲系統可提供人體內部特征的圖像，如器官、脂肪、肌肉、肌腱和血管。該系統還能測量骨強度，并有可能追蹤疾病的不同階段。

＂我們獲得專利的皮膚安全激光系統概念旨在克服傳統接觸探頭的局限性，從而改變醫學超聲波，＂主要研究人員、林肯實驗室主動光學系統小組高級職員Robert Haupt解釋稱。

Robert Haupt和高級職員查爾斯－懷恩（Charles Wynn）是這項技術的共同發明人，小組副組長馬修－斯托（Matthew Stowe）負責NCLUS項目的技術領導和監督。Rajan Gurjar 是系統集成商負責人，Jamie Shaw、Bert Green、Brian Boitnott（現就職于斯坦福大學）和Jake Jacobsen則在光學和機械工程以及系統構建方面開展合作。

雖然最先進的醫學超聲系統可以分辨出幾毫米范圍內的組織特征，但這種技術也有一些局限性。而非接觸式激光超聲（NCLUS）通過實現超聲圖像采集過程的完全自動化，可能減少對超聲技師的需求，并降低操作員的可變性。激光定位可以精確再現，從而消除了重復測量的可變性。由于測量是非接觸式的，因此不會出現局部組織壓實或與之相關的圖像特征失真。此外，與核磁共振成像和CT相似，非接觸式激光超聲（NCLUS）利用皮膚標記提供固定參照框架功能，以重現和比較一段時間內的重復掃描。為了支持這種跟蹤功能，實驗室團隊開發了一款軟件，用于處理超聲圖像并檢測圖像之間的任何變化。

非接觸式激光超聲（NCLUS）既不需要手動加壓，也不需要耦合凝膠（接觸式探頭需要），因此也非常適合有疼痛或敏感身體部位、處于脆弱狀態或有感染風險的病人。這一技術可以對燒傷或創傷患者、手術中直接對深部組織開放的患者、需要重癥監護的早產兒、頸部和脊柱受傷的患者以及遠距離傳染病患者進行成像。

采用脈沖激光，通過空氣向皮膚表面傳輸光能，光一旦進入皮膚就會被迅速吸收。光脈沖會瞬間引起局部加熱，并通過熱彈性過程使皮膚迅速變形，進而產生超聲波，起到超聲源的作用。

光脈沖能產生足夠的超聲波功率，其頻率可與實際醫療超聲波相媲美，同時不會對皮膚造成任何痛感。研究小組對光學載波波長的選擇申請了專利，光聲過程旨在產生一致的超聲源，不受皮膚顏色或組織粗糙度的影響。

從組織內部返回的超聲回波以局部振動的形式出現在皮膚表面，由高靈敏度的專用激光多普勒測振儀進行測量。