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英国格拉斯哥大学研究团队成功探测到穿越成年人完整头骨的光信号,突破现有技术探测深度限制。该技术有望催生新型光学设备,为医学研究和临床诊断带来革新,未来或可应用于脑卒中、脑外伤等疾病诊断。

  英国格拉斯哥大学研究团队首次成功探测到穿越成年人完整头骨的光信号。这项发表于最新一期《神经光子学》杂志的研究成果,突破了现有技术探测深度的限制,或将催生能探测更深层脑组织的新型光学设备,为医学研究和临床诊断带来革新。

  近红外光谱技术(fNIRS)作为无创脑检测手段,已应用于医学领域数十年。该技术通过分析大脑血液对光线的吸收特征,间接反映脑部活动情况,具有便携、经济等优势。然而,传统fNIRS存在明显局限:光线仅能抵达大脑表层约4厘米深度,难以触及与记忆、情绪调控、运动功能相关的深部脑区,限制了深部脑组织研究的深入。

  在此次实验中,研究团队采用高功率脉冲激光与超高灵敏度探测器组合,在严格屏蔽环境光的条件下,首次记录到从头部一侧入射穿透至另一侧的光信号,实现了光线在更深层脑组织中的探测。

  为验证这一突破性成果,研究团队不仅进行了精密的人体实验,还通过计算机模拟完整重建了光线在颅脑多层结构中的传播路径。结果显示,实验数据与模拟预测高度吻合,光子会优先沿着脑脊液等散射系数较低的组织传播,进一步证实了技术的可行性。

  尽管当前技术尚存局限,如单次检测需耗时30分钟,且仅适用于浅肤色无毛发受试者,但这项原理验证性研究为下一代fNIRS系统提供了全新设计思路,有望推动深部脑成像技术的发展。

  研究团队表示,随着技术迭代,这种穿透式光学检测有望发展成便携、经济的深部脑成像方案,未来或可应用于脑卒中、脑外伤、脑肿瘤等疾病的临床诊断,特别是在无法使用大型影像设备的特殊场景下,将发挥独特优势,为医学领域带来新的希望。

(文章来源:科技日报)