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智慧医疗:麻省理工学院揭示了人体组织的第一张激光超声图片

2019-12-23 14:16:57 来源 : cnBeta.COM

麻省理工学院的研究人员揭示了通过新型激光超声成像技术生成的人体组织的第一批图像。 与传统超声不同,新技术不需要与人体皮肤接触,从而极大地扩大了临床环境中医生的使用范围。

常规超声是临床医生目前使用的最便宜、最简单的成像方法之一。与X射线或CT扫描不同,超声波不涉及有害辐射,并且与PET或MRI扫描不同,不需要大型昂贵的机器。当然,超声波确实有许多限制,从成像过程中需要大量的身体接触到成像结果的可变性。

麻省理工学院的一组研究人员已经有效地证明了一种新的涉及激光的非接触超声方法。开发新方法的挑战是想出一种使用激光产生声波的方法。传统的超声波使用声波穿透人体并从不同的组织反弹回来。当然,光无法像声音那样深入人体。

这种新方法已经发现,波长为1550纳米的脉冲激光在击中人体皮肤时会产生声波。跟踪相同波长的第二激光可以随后检测反射的声波并生成与常规超声波相似的图像

这项新研究的资深作者Brian Anthony解释说:“这就像我们一边沿着墙走,一边在不同的地方倾听;或不断地对着大峡谷大喊大叫。然后你将得到足够的数据,让你弄清楚声波在其中反弹的所有物体的几何形状。”

在这项新研究中,研究人员证明了这种新颖的激光超声技术的成功开发,从对类似于人皮肤的明胶模具的初步测试到切除的动物组织。该研究最终展示了该方法在人类志愿者中的功效,展示了人类前臂的第一批非接触式激光超声图像。

在这一点上,该方法无法以与传统超声技术相同的分辨率提供图像,但是研究人员认为这只是第一个跨越的发展里程碑。该系统可以潜在地进行改进,以提供更精细的组织细节。

Anthony表示:“我们正处于激光超声技术的起步阶段。想象一下,我们已经达到了超声波现在可以做的所有事情的地步,但要保持一定距离。这为您提供了一种全新的方式来查看体内器官并确定深层组织的性质,而无需与患者接触。”

正是这种无需物理接触即可轻松生成便宜而详细的图像的能力,使这种激光超声技术变得很有前途。除了消除可能因独立的操作员差异而引起的不一致性外,非接触式方法还可以对大量无法进行传统超声检查的患者进行成像。这包括婴儿、烧伤受害者或外科手术后的患者,根本无法将探头压在皮肤上。

这将消除对超声操作员的需要并实现了流程的自动化,还允许使用新的便携式筛查设备。这提出了未来的方案,可为患者提供家庭筛查和维持原本需要经常进行临床就诊的疾病。

Anthony表示:“我可以想象一个场景,您可以在家中完成此任务。早上起床时,我可以获得甲状腺或动脉的图像,并且可以在体内进行体内生理成像。您可以想象将其部署在周围环境中以了解您的内部状态。”

这项新研究发表在《自然》子刊《光:科学与应用》上。

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