俄開發出雷射血管顯像系統

2020-12-01 光明網

創新連線·俄羅斯

日前，俄羅斯國立核能研究大學莫斯科工程物理學院（NRNU MEPhI）的科學家團隊研發出一種雷射血管顯像系統，可以對人體任何指定區域的血管進行高對比度成像。這將有利於在多種情況下診斷血管狀況，例如在治療靜脈曲張的血管外科手術中。相關研究發表在《紅外物理與技術》雜誌上。

該系統發明人之一、MEPhI生物醫學工程物理研究所研究生卡納瑪特·埃芬季耶夫表示：「我們是通過背向散射雷射輻射的方法，讓人體血管實現近紅外顯像。我們已經確定760—800納米是血管成像的最佳波長範圍。」

在現代醫學中，獲得血液循環系統圖像的方法是X射線掃描、超聲波掃描和紅外成像。X射線攝影術需要使用造影劑，而超聲波掃描則需要在皮膚表面使用凝膠，這使過程變得複雜。而紅外成像的主要優點是無創性和安全性，不需要將任何造影劑或異物（針等）置入人體。

這種血管成像系統採用記錄背向散射雷射輻射的方法。光導纖維均勻地分布在成像區域周圍，每根光纖上的雷射功率為2—3毫瓦。與皮膚接觸時發生輻射，可以增加探測深度，同時在成像區域保持輻射分布的均勻性。雷射輻射通過與皮膚直接接觸的光纖傳到人體組織，在組織內部散射或被吸收，而血管比周圍組織吸收輻射效果更好。

紅外攝像機記錄下背向散射的雷射輻射，監視器屏幕上會顯示出血管造影圖像。這樣可以根據所選輪廓的背向散射輻射強度的分布情況，評估並確定血管的實際邊界。

研究論文作者指出，為了獲得高對比度圖像並增加成像深度，可能會提高雷射源的功率，這會增加從雷射傳到人體組織的熱量，可能會給患者組織造成損害。因此，確定最佳的輻射波長範圍非常重要，以確保輻射強度最低，成像深度最大。據俄羅斯研究人員稱，他們實驗中獲得的最佳波長範圍是760—800納米。（記者董映璧）

來源： 科技日報

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