研究人员使用新方法检查动脉粥样硬化斑块

Skoltech 的研究人员和他们的同事向工作中的光声内窥镜探头又迈进了一步——一种可以滑入血管并通过向动脉粥样硬化斑块照射激光来分析动脉粥样硬化斑块的设备，使它们像扬声器膜一样摆动，并通过超声波签名。这可能在机器人显微外科手术和医疗诊断中被证明是有用的。这项研究最近发表在ACS Photonics 上。

光声成像是一种很有前途的诊断技术，可以应用于常规乳腺癌筛查、动脉粥样硬化斑块或脑部病变的检测等。与 CT 扫描不同，光声传感不使用 X 射线或其他有害辐射，而是依赖于可见光和声音信号——因此名称结合了“光学”和“声学”。

光声学的工作原理是将生物组织暴露于某种具有医学意义的分子(例如血红蛋白或胶原蛋白，甚至可能是水)吸收的波长的激光脉冲中。每个脉冲都会加热感兴趣的分子——称为生物标志物——导致膨胀，然后在下一个脉冲到来之前的时刻收缩。这种周期性振荡有效地将标记变成微型扬声器，通过发射超声波显示它们的位置，超声波可以被非常灵敏的麦克风拾取。

光声诊断的优点超越了辐射安全。首先，有能力调整到特定的生物标志物：通过改变用于激发声波的激光波长，您可以选择目标分子。除此之外，超声波在生物组织中的衰减相当低。这意味着与光相比，它可以在信号减弱之前传播得更远，从而可以更深入地观察身体。

“今年，美国食品和药物管理局批准了一种用于乳腺癌筛查的光声诊断系统。不过，该设备并不打算引入人体，因此激光器和麦克风都相当笨重，”该研究的首席研究员、Skoltech 的 Dmitry Gorin 教授解释说。

“但有时激光无法穿透足够深，所以你必须在体内放置一个探头，以便更仔细地观察血管或膀胱的内部，例如。这将有助于检查动脉粥样硬化斑块，甚至可能对它们进行显微手术。探针必须非常薄，理想情况下应该没有任何电线，”研究人员补充道。

为此，研究人员正在精心设计最初由他们的英国同事提出的设置。该探头由传输激光脉冲的光纤制成，并在其尖端带有一个薄膜作为微型麦克风。有两种激光：第一个的脉冲应该到达探针的尖端，自由穿过膜，并激发生物标志物。一旦它发出声波，它们就会被薄膜接收到，然后第二个激光从薄膜中读出信号。

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