超精聲波束有望成隱形無創手術刀

　　最近，美國密歇根大學工程人員開發出一種改良的醫用超聲波，用涂有碳納米管層和彈性材料的透鏡將光轉換為聲波，能將高壓聲波聚焦到極精微的點上，分離一個細胞。研究人員認為，它有望帶來一種隱形無創手術刀。相關論文發表在最近出版的《自然?科學報告》上。

　　論文作者之一、該校電力工程與計算機科學、大分子科學與工程教授郭杰(音譯)介紹，目前的超聲波技術遠不止觀察子宮，還可用來粉碎腎結石、切割前列腺腫瘤等。其原理主要是把聲波緊密聚在一起，以產生足夠熱量。但目前的聲波發生技術還相對落后。

　　一位參與研究的博士生說：“強聚焦超聲波技術的一個主要缺點是焦斑過大，達到毫米級，幾厘米的也很常見。所以在一些高精度手術中，很難定位組織目標，比如在瞄準極細的毛細血管、極薄組織層和細胞結構時就無能為力。而我們把聚焦精度提高了100倍。”

　　研究小組能將高倍放大聲波聚焦到75×400微米。他們開發的新系統結合了3項功能：將光波轉換為聲波;聚焦聲波到一個微小點;放大聲波。為制造這種超精細聲波，他們利用聲學轉換方法，通過專門設計的透鏡將光從激光脈沖的形式轉換為高倍放大聲波。透鏡上涂了一層碳納米管和一層叫做聚二甲硅氧烷的彈性材料，碳納米管層能吸收光波產生熱，而彈性層吸熱后會迅速熱膨脹，從而大大增強了聲波信號，實現聲波放大。

　　由此產生的聲波頻率是人耳聽到的聲波頻率的1萬倍，它通過壓力來爆破或切割，而不是用熱。這種波進入身體組織會產生震蕩波和微泡，對目標施加壓力，瞄準微小的癌瘤、動脈斑塊，或向單個細胞遞送藥物，還可用于整容手術。在實驗中，研究人員演示了這種微超聲波手術能精確分離一個卵巢癌細胞，還能在1分鐘內將人造腎結石爆出一個不到150微米的小洞。

　　郭杰推測說，由于光束聚焦極為精細，能避免碰到神經纖維，所以病人在手術時可能不會感到疼痛。“我們相信，它有望作為一種隱形的無創手術刀。實際上沒什么東西進入體內，而只是一束超聲波。但把它聚焦到極其緊密后，就能割開一個細胞。”