真正的透視身體，新激光技術可看清體內情況

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圖為用光聲成像技術生成的小鼠器官圖像。該技術將光線與超聲波結合，可實時生成完整的斷層掃描圖。

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圖為用光聲成像技術生成的小鼠腸道圖像。

據國外媒體報道，科學家們利用一種新型的激光成像技術，能夠實時觀察小動物的狀況。這項技術基於光和超聲波，解析度足以讓科學家看到動物器官、血液流動、黑色素瘤細胞的擴散，如神經網路和高效的手術。通過這種方式，研究人員可以監測動物藥物的傳播，了解不同器官對藥物的反應。

這項研究是由杜克大學和加州理工學院進行的。這項技術被稱為「單脈衝光聲學計算機斷層掃描成像」(以下簡稱SIP協議)，使用光學顯微鏡和超聲波成像技術來觀察動物的身體狀況。研究人員說，這項新技術可以解決由於圖像解析度和掃描速度而受到限制的小動物的生活掃描問題。

它可以實時地對動物的錯誤進行掃描，例如，在成年小鼠中，每秒鐘可以產生50個完成的ct掃描。「我們有很高的希望，光聲成像技術能夠實時生成一個小動物的完整斷層掃描圖像。」這項研究的合著者、杜克大學生物醫學工程助理教授Junjie博士指出:「利用這項技術，研究人員可以很容易地將監測藥物在動物體內的分布，以及各種器官對藥物的反應。」

光學成像技術將多個成像技術集成在同一個平台上。傳統的光學顯微鏡可以快速生成高解析度的圖像，通過吸收、反射或不同的光波長(顏色)組合，反映動物身體的內部細節。例如，黑色素吸收近紅外光，而血液對光線的反應依賴於血液中的氧氣量。然而，由於大部分光線是散射在組織中的，圖像只有幾毫米深。相比之下，超聲能輕易穿透組織，讓我們更深入地觀察。但是超聲波無法判斷組織的化學成分，因此不能提供像光這樣重要的診斷信息。

核磁共振成像(MRI)也可以觀察到在一個組織中,但需要一個強大的磁場,並生成圖像在很長一段時間內,從幾秒到幾分鐘,x射線和正電子發射計算機斷層掃描(ct)掃描技術(PET),會產生大量的輻射,不能使用很長一段時間的觀察,但光聲成像技術的使用是一個強大和短的激光脈衝,以確保安全的前提下,所以,細胞發出超聲波,然後通過身體組織。

在最新的研究中，加州理工學院的姚博士和王力宏博士也使光學成像的速度和範圍有了顯著的提高。他們成立了一個環形超聲波探測器和高速數據採集系統,三角測量法用於確定的小動物超聲源,最後,改善成像技術可以進一步生物組織在5厘米,亞毫米級的解析度,但還保留了傳統光學顯微鏡的信息。

這相當於在夏季下午收集到的太陽光的大小相當於一顆釘子的大小，然後在一納秒內發射。「姚博士解釋道。他已經在這項技術上工作了將近十年。「激光細胞中槍,立即加熱單元的能量略高於,體積膨脹,產生的超聲波,它就像一個慢慢地把一個對象和拳,使振動之間的差異,我們可以知道生物的完整信息,每個激光脈衝不會錯過任何細節,您可以在實時動態監測生物,如心跳、擴張的動脈,不同組織的功能,等等。」

研究人員利用這項技術追蹤小鼠血管內轉移過程中的黑色素瘤細胞，同時也利用整個腦神經網路高速視頻。「這是一項強大的技術，因為它不需要注入任何顯像劑。「姚博士指出，」這樣我們就能確定生物體的變化不是由外部原因引起的。我們認為這項技術在臨床前成像和臨床診斷方面具有巨大的潛力。

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