對於(yu) 大多數人來說，接受超聲波檢查是一個(ge) 相對簡單的過程：當技術人員輕輕地將探頭壓在患者皮膚上時，探頭產(chan) 生的聲波穿過皮膚，在肌肉、脂肪和其他軟組織上反彈，然後反射回探頭，探頭檢測到這些波並將其轉換為(wei) 下麵的圖像。傳(chuan) 統超聲波不會(hui) 像X射線和CT掃描儀(yi) 那樣讓患者暴露在有害的輻射中，而且通常是非侵入性的。但它確實需要與(yu) 患者的身體(ti) 接觸，因此，在臨(lin) 床醫生可能想要想象不能很好地耐受探頭的患者。

如嬰兒(er) 、燒傷(shang) 患者或其他皮膚敏感的患者的情況下，這可能是有限的。此外，超聲探頭接觸會(hui) 引起明顯的圖像變異性，這是現代超聲成像中的一個(ge) 主要挑戰。現在，麻省理工學院的工程師們(men) ，已經提出了一種替代傳(chuan) 統超聲波的方法，它不需要與(yu) 身體(ti) 接觸就能看到患者的內(nei) 部。這項新的激光超聲技術利用一種對眼睛和皮膚安全的激光係統來遠程成像人體(ti) 內(nei) 部。當激光照射到病人的皮膚上時，一束激光就會(hui) 遠程產(chan) 生聲波，在人體(ti) 內(nei) 反彈。

第二個(ge) 激光器遠程探測反射波，然後研究人員將其轉換成類似於(yu) 傳(chuan) 統超聲波的圖像。在發表在《自然》和《光：科學與(yu) 應用》期刊上的新研究中，研究小組報告了在人類身上首次產(chan) 生激光超聲波圖像（圖2）。研究人員掃描了幾名誌願者的前臂，觀察了常見的組織特征，如肌肉、脂肪和骨骼，低至皮膚下約6厘米。這些圖像可以與(yu) 傳(chuan) 統超聲波相媲美，是使用遠程激光在半米外聚焦於(yu) 一名誌願者而產(chan) 生的。

資深作者、麻省理工學院機械工程係和醫學工程與(yu) 科學研究所(IMES)的首席研究科學家布萊恩·W·安東(dong) 尼說：我們(men) 正處於(yu) 激光超聲技術的開端。想象一下，我們(men) 現在可以做超聲波能做的一切，但距離很遠。這給了你一種全新的方式來查看體(ti) 內(nei) 器官和確定深層組織的屬性，而不需要與(yu) 患者接觸。近年來，研究人員在一個(ge) 被稱為(wei) 光聲學的領域，探索了基於(yu) 激光的超聲激發方法。這個(ge) 想法不是直接將聲波發送到人體(ti) 內(nei) ，而是以特定波長的脈衝(chong) 激光形式發送進來，穿透皮膚並被血管吸收。

血管迅速擴張和鬆弛（由激光脈衝(chong) 瞬間加熱，然後由身體(ti) 迅速冷卻到原來的大小）隻是再次被另一個(ge) 光脈衝(chong) 擊中。由此產(chan) 生的機械振動產(chan) 生聲波，聲波向上傳(chuan) 播，放置在皮膚上的換能器可以檢測到聲波，並將其轉換為(wei) 光聲圖像。雖然光聲學使用激光遠程探測內(nei) 部結構，但這項技術仍然需要與(yu) 身體(ti) 直接接觸的探測器才能拾取聲波。更重要的是，光線在褪色之前隻能進入皮膚很短的距離。因此，其他研究人員已經使用光聲學對皮膚下麵的血管進行成像，但成像深度不是很深。

由於(yu) 聲波比光傳(chuan) 播得更遠，研究團隊尋找了一種方法，將激光束的光在皮膚表麵轉化為(wei) 聲波，以便在身體(ti) 更深的地方成像。基於(yu) 研究，研究小組選擇了1550納米的激光，這是一種被水高度吸收的波長（對眼睛和皮膚都是安全的，有很大的安全裕度）。由於(yu) 皮膚基本上是由水組成，研究小組推斷，皮膚應該有效地吸收這種光線，並相應地加熱和膨脹。當它振蕩回到正常狀態時，皮膚本身應該會(hui) 產(chan) 生聲波，通過身體(ti) 傳(chuan) 播。

研究人員用激光裝置測試了這一想法，使用一個(ge) 設置為(wei) 1550納米的脈衝(chong) 激光來產(chan) 生聲波，並使用第二個(ge) 連續的激光，調諧到相同的波長，以遠程探測反射的聲波。這第二個(ge) 激光器是一個(ge) 靈敏的運動探測器，它測量從(cong) 肌肉、脂肪和其他組織反彈過來的聲波，在皮膚表麵引起振動。反射聲波產(chan) 生的皮膚表麵運動會(hui) 引起激光頻率的變化，這是可以測量的。通過機械掃描身體(ti) 上的激光，科學家可以獲取不同位置的數據，並生成該區域的圖像。

最後，研究小組使用麻省理工學院人體(ti) 實驗委員會(hui) 批準的方案，在人體(ti) 上進行了第一次激光超聲實驗。在掃描了幾名健康誌願者的前臂後，研究人員產(chan) 生了第一個(ge) 完全非接觸式的人體(ti) 激光超聲圖像。脂肪、肌肉和組織邊界清晰可見，可與(yu) 商用接觸式超聲探頭生成的圖像相媲美。研究人員計劃改進技術，目前正在尋找方法來提高係統的性能，以解決(jue) 組織中的精細特征，同時還在尋求磨練探測激光器的能力。研究人員希望將激光裝置小型化，這樣有朝一日激光超聲波可能會(hui) 被部署為(wei) 便攜式設備。