寻找青年的声音

寻找青年的声音|“出生”未满30岁的它,有望成为解决临床重大需求的研究手段吗? @复旦大学刘超

来源:Original    作者:admin    发布时间:2023-12-14    访问量:1245
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光声成像技术

一门源自光学和声学的交叉领域

正在为医学成像带来翻天覆地的变革


光声成像是基于光成像技术

收集生物组织发出的声音

这一过程看似像是魔法

却可以为医学的成像模态提供新的指标






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获得2023浦江创新论坛寻找青年的声音活动“青年先锋”称号、复旦大学青年副研究员刘超表示:


这是非常神奇的。我们打进去的是光,但收集的是声,这能够让我们‘聆听’自己身体发出的声音。设想一下,未来的应用设备可以贴在我们身体上,实时监测各种生理指标,使我们可以更好地了解自己的身体状况,并及早采取行动。

“所见即所得”,打破传统成像桎梏

近年来,随着医学科技的迅速发展,医疗影像领域也取得了令人瞩目的进展。得益于无创性、高分辨率、多样性的成像对比度以及功能性指标提供等诸多优势,使光声成像技术崭露头角,成为医学领域具有巨大潜力的前沿技术之一。


“与传统成像方式相比,光声成像技术是无创的。”刘超介绍道,传统成像方式,如X射线可能会产生电离辐射,又或者像PET成像,需要使用可能对人体造成少量伤害的造影剂。“而光声成像技术采用光作为信号输入,声波作为信号输出,使成像过程更加安全和舒适。”


它的独特之处在于它结合了光学和声学成像的优点。这种组合使光声成像在成像的灵敏度、分辨率、穿透深度方面都有出色的表现。光学成像提供了高灵敏度,声学成像则提供了出色的空间分辨率以及穿透深度,这使光声成像在观察和研究生物组织和人体时非常有优势。


基于光谱的吸收原理,这意味着不同组织和成分对不同光谱的吸收也不同。刘超解释说,通过使用多个不同光谱的光源进行成像,可以获得有关身体内各种物质,如血红蛋白、葡萄糖、黑色素、淋巴等分布的信息。“这为医学诊断提供了更多的信息和多样性的成像对比度,打破了传统成像模式只能获取单一成像对比度的局限。”


同时,不仅是静态图像,它还能够基于高速成像能力提供有关生物体内如血流速度、血氧饱和度和血氧代谢等功能性指标的动态变化信息。这些动态功能性指标对于疾病诊断和药物筛查等医学应用至关重要,为医生提供了更全面的分析工具。


此外,传统成像方式通常需要患者完成检查后等待片子的加工和医生的解读,这个过程可能非常耗时。“而光声成像技术可以提供‘所见即所得’的结果,使医疗诊断过程更加高效和便捷。”

要打造多模态的成像“画作”


“具有光学分辨率的光声显微成像技术,它作为光声成像的重要分支,具有很高的图像质量,以至于之前参加活动的时候,有人误以为它是三维建模软件画出来的。这也让我们有了一丝小确幸。”刘超笑着说道,希望这种技术可以让人们发现之前未知的事物,能够向世界展示之前未曾见过的医学影像。


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刘超认为,多模态成像是未来发展的“关键词”。他表示,“光声成像并非要取代传统成像方式,而是与之互补。”多模态成像是一种融合多种成像技术的方法,使一个设备能够同时支持多种成像模态,如光声成像、超声成像、磁共振成像等。这种综合性的成像方式可以提供更全面的信息,对人体组织和器官的观察提供更多维度的视角。


而且,“光声成像与手术导航和精确定位的结合也是一个值得研究的方向。”它可以帮助医生更准确地导航和定位手术操作,尤其是在外科手术中,将有助于提高手术的精确性和成功率,减少手术风险。


这也正是刘超选择加入复旦大学数字医学研究中心的初心,他所在的研究团队在手术导航关键技术研究、医学图像处理与分析及临床应用、基础医学形态学分析与病理机制研究上具有深厚研究基础。


未来,刘超希望通过不断探索,多模态的成像“画作”可以成为医学领域的一项重要工具、医学成像领域的一颗明珠,为人类的健康事业贡献更多的宝贵信息,助力疾病预防和治疗。

“做前沿的事,到前沿的地方去”


读书期间,刘超在香港城市大学王立代教授指导下将工程技术和算法相结合,探索着光声成像技术的前沿研究。“之所以选择上海,是因为我觉得‘做前沿的事,要到前沿的地方去’,然后坚定不移地朝着科研领域的前沿前进。”


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在刘超看来,科研人员需要坚守初心,坐得住“冷板凳”。在当前科研领域,广度虽然重要,但深度同样至关重要。追求热点和热门领域虽然能迅速产生成果,但往往难以有深度的探索。他认为科研人员应该在一个相对放松的环境中坚守初心,在自己的领域内尝试深耕。


“在科研领域,能够参加浦江创新论坛这样一个广阔的舞台向知名学者学习同时寻求合作是一种难得的机遇。”刘超表示,这不仅能够让已经在学术领域取得辉煌成就的学者分享自己珍贵的研究经验,同时也能为那些初入研究领域的年轻科研人员提供一个展示自己的平台。这种互助和知识传递的机会是非常宝贵的,使前沿研究不再遥不可及。


“历史上每一次巨大变革都源于科学家们面对权威知识体系敢于‘离经叛道’的勇气。”他鼓励年轻的科研人员要敢于创新,敢于质疑,不必担心犯错误,因为错误本身也是一种宝贵的学习机会。无论发生什么,都不应该轻易退缩。



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