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        超精聲波束有望成隱形無創手術刀

        發布時間:2012-12-26 作者: 來源:中國科技網 瀏覽:531712

              據物理學家組織網12月20日(北京時間)報道,最近,美國密歇根大學工程人員開發出一種改良的醫用超聲波,用涂有碳納米管層和彈性材料的透鏡將光轉換為聲波,能將高壓聲波聚焦到極精微的點上,分離一個細胞。研究人員認為,它有望帶來一種隱形無創手術刀。相關論文發表在最近出版的《自然?科學報告》上。

              論文作者之一、該校電力工程與計算機科學、大分子科學與工程教授郭杰(音譯)介紹,目前的超聲波技術遠不止觀察子宮,還可用來粉碎腎結石、切割前列腺腫瘤等。其原理主要是把聲波緊密聚在一起,以產生足夠熱量。但目前的聲波發生技術還相對落后。

              一位參與研究的博士生說:“強聚焦超聲波技術的一個主要缺點是焦斑過大,達到毫米級,幾厘米的也很常見。所以在一些高精度手術中,很難定位組織目標,比如在瞄準極細的毛細血管、極薄組織層和細胞結構時就無能為力。而我們把聚焦精度提高了100倍。”

              研究小組能將高倍放大聲波聚焦到75?400微米。他們開發的新系統結合了3項功能:將光波轉換為聲波;聚焦聲波到一個微小點;放大聲波。為制造這種超精細聲波,他們利用聲學轉換方法,通過專門設計的透鏡將光從激光脈沖的形式轉換為高倍放大聲波。透鏡上涂了一層碳納米管和一層叫做聚二甲硅氧烷的彈性材料,碳納米管層能吸收光波產生熱,而彈性層吸熱后會迅速熱膨脹,從而大大增強了聲波信號,實現聲波放大。

              由此產生的聲波頻率是人耳聽到的聲波頻率的1萬倍,它通過壓力來爆破或切割,而不是用熱。這種波進入身體組織會產生震蕩波和微泡,對目標施加壓力,瞄準微小的癌瘤、動脈斑塊,或向單個細胞遞送藥物,還可用于整容手術。在實驗中,研究人員演示了這種微超聲波手術能精確分離一個卵巢癌細胞,還能在1分鐘內將人造腎結石爆出一個不到150微米的小洞。

              郭杰推測說,由于光束聚焦極為精細,能避免碰到神經纖維,所以病人在手術時可能不會感到疼痛。“我們相信,它有望作為一種隱形的無創手術刀。實際上沒什么東西進入體內,而只是一束超聲波。但把它聚焦到極其緊密后,就能割開一個細胞?!?/P>

        總編輯圈點:

              “隱形手術刀”家族有望再添新成員。無論是利用30條伽馬射線從不同位置旋轉聚焦在一起摧毀病變組織的“伽馬刀”,還是通過細如發絲的電極絲進行高質精細微創性修復治療的“利普刀”,都不負“隱形手術刀”的美譽??基本做到了無創傷、無痛苦。而隨著超精聲波束的加入,其精細程度更是可以驚人地做到割開一個細胞,有望極大提升“隱形手術刀”的能量等級,讓手術變得更加簡單易行,且安全高效。

         

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