激光声波扫描仪旨在取代乳房x光检查来发现乳腺癌

对于40岁以上的女性来说，乳房x光检查是必要的，但每一两年都要忍受一次。这项技术虽然对降低乳腺癌死亡率很有价值，但并不理想，因为它将患者暴露在x射线辐射下，并且需要将乳房痛苦地压在钢板之间。这些平板将乳房压平，这样x射线就能更容易地穿过乳房，产生清晰的图像。

早期检测已被证明可以提高乳腺癌的存活率，但许多女性由于不舒服而避免尽可能频繁地进行乳房x光检查。2013年的一项研究发现，多达一半不做乳房x光检查的女性称疼痛是原因。

乳房x光检查对乳房也有问题，比如年轻女性的乳房，“放射学上的致密”，或者对x光有点不透明。乳房x光检查往往会过度诊断，导致大约一半的女性在一生中的某个时候得到假阳性诊断。

加州理工学院的研究人员表示，他们已经开发出一种更好的仪器:一种激光声波扫描仪，可以在短短15秒内通过向乳房照射光脉冲来发现肿瘤。这种扫描系统被称为光声计算机断层扫描(PACT)，是由加州理工学院布伦医学工程和电气工程教授王立红的实验室开发的。

PACT的工作原理是将近红外激光脉冲照射到乳腺组织．激光通过乳房扩散，被患者红细胞中携带氧气的血红蛋白分子吸收，导致分子发生超声波振动。这些振动在组织中传播，并被乳房皮肤周围的512个微型超声波传感器阵列捕捉到。来自这些传感器的数据被用来合成乳房内部结构的图像，这一过程与超声波成像类似，但要精确得多。PACT可以提供四厘米深、小至四分之一毫米的结构的清晰视图。Wang说，乳房x光检查无法提供与PACT图像细节水平相当的软组织对比。

由于目前使用的波长的激光被血红蛋白强烈吸收，PACT可以构建主要显示血红蛋白的图像血管存在于被扫描的组织中。这对发现癌症很有用，因为许多肿瘤生长自己的血管，周围有密集的血管网络维管组织．这些血管为肿瘤提供大量的血液，使肿瘤快速生长。

在PACT扫描过程中，患者脸朝下躺在一张桌子上，桌子上有一个凹槽，里面装有超声波传感器和激光。每次一个乳房被放置在凹槽中，激光从下方照射进去。由于扫描速度很快，只需15秒，患者在扫描时可以轻松地屏住呼吸，并可以形成更清晰的图像。

“这是唯一一种单次屏气技术，能给我们提供整个乳房的高对比度、高分辨率、3d图像，”王说。

PACT扫描的速度比其他成像技术更有优势。例如，磁共振成像(MRI)扫描需要45分钟。核磁共振扫描也很昂贵，有时还需要造影剂注射到病人的血液中。

“例如，钆是一种常见的MRI造影剂，它并非完全无害，”王说。“钆可能会引起恶心和呕吐，并可能在大脑中停留数年，其长期影响未知。相比之下，PACT是完全安全的;血液是一种内在的造影剂，激光照射完全在安全范围内。”

在最近的一项试点研究中，研究人员使用PACT扫描了8位女性的乳房，并正确地识别出了9个乳腺肿瘤中的8个。

王说，PACT技术已经获得了一家公司的许可，该公司计划将其商业化，并进行大规模的临床研究。王是该公司的创始人和股东。

“我们的目标是为乳房筛查、诊断、监测和预后，而不会对患者造成任何伤害，”他说。“我们希望它能快速、无痛、安全、便宜。”

王说，未来的研究可能集中在使用PACT成像身体的其他部位。例如，它可以使医务人员能够评估糖尿病患者四肢血管组织的健康状况。糖尿病会损害血管，如果没有得到正确的诊断和治疗，会导致组织死亡，尤其是在足部。PACT还能够区分含氧和非含氧血液;王说，这可能会进一步提高该设备发现肿瘤的能力，因为癌症组织需要高氧，会脱氧血比健康更快组织．

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