窥探人体内部的医疗技术早已不是什么新鲜事儿,未来的医生甚至会拥有超人一样的透视眼,让皮肤下的所有组织和器官一览无余。现在,英国科学家发明了一种新型相机,最大可穿透厚度20厘米的人体组织,探测组织后面的光源。这款相机能够看穿皮肤,窥视人体内部构造,帮助医生做出更准确的诊断。研究成果刊登在《生物医学光学快报》杂志上。
透视相机原型由爱丁堡大学的科学家研制,在设计上可与内窥镜配合使用。内窥镜是一种细长型仪器,通常装有摄像头、传感器和光源,用于窥探体内空腔。内窥镜是一个重要工具,用于所有类型的医疗程序,但如果不借助X光扫描等手段,在使用内窥镜时,医生很难确定内窥镜窥视的具体部位。
随着这款新型相机的问世,这个问题或将拥有解决办法。透视相机能够探测到体内光源,例如被照亮的内窥镜长软管的顶端。借助内部的数千个集成光子探测器,这款相机能够探测穿过人体组织的个体光粒子。与人体组织接触后,光线通常会发生散射或者说从组织弹开。凭借超高的灵敏度,这款相机能够捕获穿过组织的任何微量光线。
英国科学家设计的透视相机原型
通过协调直接到达相机的光信号和散射的光子——穿行距离更远,因此到达时间更晚——这款装置能够确定发光内窥镜在人体内的位置。这项技术被称之为“弹道成像”,能够区分散射和弹道光子之间的差异,帮助医生确定内窥探检测的具体方位。这对制定治疗方案具有重要意义。
在绵羊肺部进行测试时,透视相机探测到光学显微内镜发出的光线。借助于弹道成像技术,相机揭示了显微内镜的精确位置。相比之下,常规相机捕捉的图像存在大量噪点,因光粒子在肺部周围弹跳,无法确定光子源头。
资深研究员科夫·德哈利瓦表示:“这是一项赋能技术,允许我们看穿人体。在很多医疗领域,确定仪器位置的能力都至关重要,因为我们越来越多地采用微创方式治疗疾病。”德哈利瓦表是多机构合作项目“变形虫”(Proteus)的首席研究员,该项目致力于研发一系列新的成像技术,让此前无法看到的生物学秘密可视化,尤其是肺部和呼吸系统疾病。
在绵羊肺部,透视相机探测到光学显微内镜发出的光线。
左图中,相机利用弹道成像技术揭示光学显微内镜的精确位置。
右侧图像来自于常规相机,存在大量噪点,
因光粒子在肺部周围弹跳,无法确定光子源头。
研究人员表示透视相机提供的先进视力能够让内窥镜的顶端和长度可视化,成为医生的得力助手。未来,透视相机的成像解析度将进一步提高。毫无疑问,这是一项很有发展前景的成像和诊断技术,但何时能够用于临床尚是未知数。
未来,医生会拥有超人一样的透视眼,皮肤下的所有组织和器官一览无余。
英国科学家设计的透视相机原型。
在绵羊肺部,透视相机探测到光学显微内镜发出的光线。左图中,相机利用弹道成像技术揭示光学显微内镜的精确位置。右侧图像来自于常规相机,存在大量噪点,因光粒子在肺部周围弹跳,无法确定光子源头。