新型激光醫療設備：與超聲波技術相結合，更加安全！

導讀

激光，由於其能量強、精度高，用於手術特別是皮膚病治療方面，已經有多年歷史。但是，由於激光器離皮膚有一定距離，有可能損傷患者或者醫生的眼睛，存在安全風險。最近，美國密蘇里大學的科研人員開發了一種更加安全的激光設備，它將超聲波技術和激光相結合，通過直接接觸，將激光傳輸到皮膚組織內部。

創新背景

首個用於治療皮膚病（例如良性血管胎記和葡萄酒色痣）的激光醫療設備，在四十多年前就開始開發了。從那時起，臨床醫生和皮膚科醫生對於微創激光治療（包括去除紋身）的需求，就在日益提升。

然而，臨床醫學應用對於激光本身來說是有難度的。主要原因是由於現有的激光治療方法，「激光器離皮膚有一定的距離」，而且只能被胎記或者紋身「完美地」和「有選擇性地」吸收。

這是因為激光技術是有風險的，它可能損傷眼睛。在露天的傳輸方式中，臨床醫生在普通的皮膚手術過程中，需要在離患者一定距離的地方，握住激光器，這樣對於患者和醫生的眼睛都存在危險。

這裡，我簡單介紹一下激光對於眼睛可能造成的傷害：

波長在可見光和近紅外光的激光對於眼睛的傷害性很強，由於眼屈光介質的吸收率較低，透射率高，而屈光介質的聚焦能力（即聚光力）強。強度高的可見或近紅外光，一旦進入眼睛，會透過人眼屈光介質，聚積光於視網膜上。大量的光能在瞬間聚中於視網膜上，會讓視網膜的感光細胞層溫度迅速升高，使感光細胞凝固變性壞死而失去感光的作用，而且這種損傷是不可逆的，一旦損傷以後就會造成眼睛永久失明。

創新探索

（圖片來源於：Ryan Owens / 密蘇里大學工程學院）

現在，美國密蘇里大學的科研人員開發了一種設備，它通過直接接觸，將激光傳輸到組織內部。

這項技術是跨學科的團隊開發，它可以能夠用於皮膚科醫學治療，改善通過皮膚表層的激光傳輸，提升激光皮膚醫學的安全性。

團隊合著的論文《來自體外的豬皮膚組織光學屬性的超聲波調製，以改善經皮膚傳輸的激光強度》「Ultrasonic modulation of tissue
optical properties in ex vivo porcine skin to improve transmitted
transdermal laser intensity」，最近被學會的雜誌《激光手術和醫學》「Lasers in Surgery and Medicine」收錄。

創新價值

（圖片來源於：Ryan Owens / 密蘇里大學工程學院）

密蘇里大學食品系統和生物工程專業的博士研究生 Paul J.D.
Whiteside 發明了這個系統，它不僅改善了醫療過程，而且對於醫生和患者來說都更加安全。他說：

「我們開發的系統讓超聲波脈衝和臨床激光相結合，在治療過程中改變皮膚組織的屬性。我們已經將這項技術命名為「sonoillumination」，並且我們希望這個治療方法將在不久的未來更加普及。」

密蘇里大學醫學院的皮膚醫學的副教授、皮膚外科醫生 Nicholas Golda，也認為這個系統將對於皮膚醫學產生有益的影響，他說：

「我們的目標是提供給患者更加安全、更加有效的治療選項，降低他們說需要接受治療的次數。這項技術也提供給醫師更加安全、更加可控的治療方法。」

測試演示

Whiteside 的團隊還包括密蘇里大學工程學院的生物工程系的教授 Heather K. Hunt，他們一起通過豬皮膚組織測試了「sonoillumination」系統。他們開發的設備，通過對樣本施加不同的振幅和脈衝進行測試，從而顯示出該設備十分適合臨床環境。

2017年4月9日，Whiteside 在美國激光醫學和手術（ASLMS）的年度會議上，向臨床醫生們展示了他的技術。

Hunt 說：

「豬的皮膚樣本和人類皮膚樣本十分接近，所以我們得到的初步結論是十分適合應用於人類。「sonoillumination」對於臨床醫生來說非常有益，ASLMS的那次演示，我們將這項技術展示給了一些人，他們將在技術商業化後，實際使用這項技術。」

（圖片來源於：Stephen Schmidt, CAFNR）

經濟價值

團隊正在計劃創辦創業公司以商業化這項技術。Whiteside 和其團隊開發的產品突出了該大學對於當地經濟發展的影響，這包括密蘇里大學所進行的研究商業化、勞動力發展和就業增長、居民生活質量的提高、吸引外來企業和商業。

過去幾年以來，許多公司將密蘇里大學的技術進行了商業化，帶來了數億美元的投資和補貼，以推進他們的商業化。2016年，技術管理和工業關係辦公室報告稱密蘇里學通過40項的技術授權，獲取了1490萬美元的回報。

參考資料

【1】http://munews.missouri.edu/news-releases/2017/0410-laser-based-dermatological-procedures-could-be-revolutionized-with-new-technique/

【2】Paul J.D. Whiteside, Chenxi Qian, Nicholas Golda, Heather K. Hunt.

Ultrasonic Modulation of Tissue Optical Properties in Ex Vivo Porcine Skin to Improve Transmitted Transdermal Laser Intensity.
Lasers in Surgery and Medicine (2017)

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