科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然

英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院研究人員開(kāi)發(fā)出一種新型手持掃描儀，可在幾秒鐘內(nèi)生成高度詳細(xì)的3D光聲圖像。這項(xiàng)技術(shù)為早期疾病診斷提供了可能，為光聲圖像在臨床環(huán)境中大規(guī)模便捷使用鋪平了道路。研究發(fā)表在最新一期《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上。

這種手持式掃描儀能夠?qū)崟r(shí)提供光聲斷層掃描（PAT）成像，幫助醫(yī)生獲得精確且復(fù)雜的血管結(jié)構(gòu)圖，從而更好地指導(dǎo)對(duì)患者的治療。PAT成像可以利用激光產(chǎn)生的超聲波來(lái)觀察人體組織中細(xì)微至毫米級(jí)別的靜脈和動(dòng)脈變化，這些變化往往是疾病早期的標(biāo)志。但舊式PAT掃描儀需要5分鐘以上的時(shí)間才能拍攝一張圖像，由于速度過(guò)慢，任何微小的移動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致圖像模糊，難以產(chǎn)生高質(zhì)量的3D圖像，限制了其臨床上的應(yīng)用價(jià)值。

此次研究的突破之處是顯著提升了圖像獲取的速度，比傳統(tǒng)方法快了百倍乃至千倍。這樣的速度不僅徹底避免了因運(yùn)動(dòng)造成的圖像模糊問(wèn)題，還提供了前所未有的高質(zhì)量、高分辨率圖像。這意味著，在幾秒內(nèi)讓動(dòng)態(tài)生理過(guò)程可視化成為可能。

隨著技術(shù)進(jìn)步，新系統(tǒng)將達(dá)到適合臨床使用的標(biāo)準(zhǔn)，讓醫(yī)生得以觀察到之前無(wú)法觸及的人體生物學(xué)及病程發(fā)展的新層面。此外，新型掃描儀的設(shè)計(jì)不同于早期版本每次只能單獨(dú)測(cè)量，其允許同時(shí)在多個(gè)位置捕捉超聲信號(hào)，從而極大地縮短了整體成像時(shí)間。

研究人員還借鑒了數(shù)字圖像壓縮的技術(shù)原理，進(jìn)一步加速了數(shù)據(jù)處理流程。在這些革新技術(shù)共同提升下，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步測(cè)試，新掃描儀可在3到5年內(nèi)進(jìn)入臨床，并將切實(shí)改善診斷領(lǐng)域。

總編輯圈點(diǎn)

在PAT掃描過(guò)程中，患者必須完全靜止，在這個(gè)較漫長(zhǎng)的時(shí)間里，患者任何移動(dòng)都可能導(dǎo)致圖像模糊，失去臨床用途。本文介紹的技術(shù)進(jìn)步，一個(gè)很了不起的用途是評(píng)估關(guān)節(jié)炎。雖然這聽(tīng)起來(lái)不是危重疾病，但掃描雙手所有20個(gè)手指關(guān)節(jié)，舊式PAT需要近一個(gè)小時(shí)，新儀器幾分鐘內(nèi)就能完成。對(duì)于糖尿病患者，新掃描儀能夠生成足夠詳細(xì)的微血管3D圖，讓醫(yī)生一眼看出血管畸形和結(jié)構(gòu)變化；對(duì)于癌癥患者，新儀器可更輕松地檢測(cè)和監(jiān)測(cè)腫瘤，并確保醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程中掃除所有“危險(xiǎn)品”，最大限度地降低復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。