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侦测炸弹技术可用来检测肿瘤

作者: 来源: 时间:2020-10-04

以侦测炸弹为初衷,却以检测肿瘤为收获。在最新一期《应用物理通讯》上,美国研究人员报告说,侦测炸弹或者检测肿瘤,都可先对目标发出微波脉冲,再探测目标生成的超声波。

这一研究项目由美国国防部提供资金,最初以开发侦测塑胶炸弹、尤其是“简易爆炸装置”的可行方式为目的。只是,美国国防部附加一项条件:任何侦测工具都不得接触可疑物的表面,以免触发并引爆炸弹。

受到这一限制,美国斯坦福大学的研究人员决定运用两项原理:第一,任何材料受到电磁能量激发,譬如光线或者微波,温度都会升高,体积先胀大、继而收缩;第二,胀大和收缩,会生成超声波,不同材料各有不同频率,继而传递到物体的表面,可以非接触方式测定。

依据原理,侦测非金属炸弹,常规金属探测方式无效,可以改用“监听”超声波的方式。领导研究的阿明・阿尔巴比安告诉新华社记者,难题在于“不允许接触物体表面”,不能像医院做超声波检查那样探头直接接触体表,意味着探测效率降低,因为超声波一旦脱离固体,在空气中传输时衰减严重。

为化解这一难题,研究人员设计了一种元件,名为“电容显微机械加工超声波换能器”,能够辨别发自物体、在空气中传输的微弱超声波。

既然侦测炸弹课题已经完成,研究人员尝试利用相同手段探测软组织内的“异物”。他们选取一块肉状材料,其中包含一块异物,然后用微波脉冲照射,加热升温大约千分之一摄氏度,再在大约30厘米距离外探测超声波,得到了异物所处位置的信息。

阿尔巴比安相信,后续研究将会形成便携式检测仪器,以非接触方式检测肿瘤等人体病变,不仅能比其他手段更早发现病变,而且比核磁共振和电子计算机断层扫描等医疗成像手段成本低,比X光透视更安全。鉴于医疗器械获得美国食品和药物管理局认证需要先做人体试验,这项新技术投入应用预期需要5至15年。

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