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科學家成功用可見光代替X射線穿透人體

利用可見光對人腦進行成像的示意圖。

熒光「珠子」

北京時間2月18日消息,據國外媒體報道,大部分人認為只有X射線和其它形式的輻射能夠穿透不透明物體,而可見光無法做到。但實際上,利用特定方法後,可見光也能夠穿透繪畫作品和人體組織,並在醫學研究和其它領域產生重要影響。

在未來的某一天,普通光將能夠替換X射線,科學家甚至可以用激光而不是其它危險手術來移除腫瘤。不過現在面臨的問題是:可見光在通過非透明物體時,會被吸收或散射,無法用來成像。但是根據《自然》雜誌,科學家正在努力研究一種新方法:在不透明物體的另一面重新整合散射光來形成有用的圖像。

初期的固體成像技術借鑑了一種叫做「自適應光學」的天文學方法,這種天文學方法使用算法來計算圖像被大氣扭曲的程度。通過用激光穿過「空間光調製器」來延遲光束的不同成分,科學家改進了上述的天文學方法以適應固體的特殊需求。採用改進後的新方法,當光波通過調製器和不透明物體後,物體另一面的探測器就可以算出散射光的來源,並拼湊出一個連貫的圖像。採用改進方法進行的早期實驗令人吃驚的成功,實驗產生的集中波束的強度是散射光的1000倍。

受此鼓舞,有研究團隊改變這個新方法使用的激光頻率後,將其應用到了聚焦超聲波。在物體另一面加上鏡子後,頻率改變的激光就會反射回物體內,從而增加了原始光束的能量,並形成了「牆中的火炬」。最終,該研究團隊得到了熒光「珠子」圖像,這個「珠子」大小在微米級,藏在兩個不透明層之間。通過加速實驗過程,巴黎的另一個研究小組去年採用該方法成功為活老鼠的耳朵成像,標誌着新型人體掃描器極有前途的開端。

儘管這種成像技術的進一步應用還需要很多工作,但它在醫學領域的潛力不可否認。甚至在藝術修復和考古學,它也能起到關鍵作用。比如,運用這種技術後,專家們就可以看到繪畫作品幾層下的情況。當然,它也有很多其它可能的應用。正如一位科學家這樣告訴《自然》雜誌:「經常有人問我們是否會開發可以透視浴簾的手機應用,我們當然不會做這些。」

責任編輯: 夏雨荷  來源:新浪科技 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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