【华e生活编译】当一个人被送进急诊室，患有疑似中风时，他们会经历一系列的测试，直到做出诊断。其中最重要的测试之一涉及使用计算机断层扫描（CT）或磁共振成像（MRI）设备来获取患者大脑的图像。
虽然这两种工具都可以拍摄准确高分辨率的图像，但患者的任何动作都可能使整个图像模糊不清，因此对于儿童或患有运动障碍的人来说，并不是理想的选择。这些设备也非常昂贵，使得资源有限的医院或诊所无法购买。
然而，“超越地平线”（Beyond the Horizon）项目旨在改变这种情况。机械工程和材料科学助理教授倪小越（Xiaoyue Ni），以及生物医学工程副教授姚俊杰（Junjie Yao），将利用他们在材料科学和生物成像方面的综合专业知识，开发一种低调的、可佩戴的成像工具，可以直接附着在患者的头皮上，快速获取准确详细的3D大脑图像。
“以前已经开发过可穿戴成像设备，但它们通常用于软组织较多的区域。通过骨骼（如头骨）成像会干扰很多成像工具，这就是为什么在进行大脑成像时，我们传统上依赖MRI和CT扫描仪的原因。” 倪解释道。
相反，该团队采用一种称为光声断层扫描的技术，它涉及将安全激光光束照射到组织中。这束光被分子吸收，导致它们加热并发出超声波。这些声波然后被传感器接收，并用于制作目标组织的详细生物医学图像。虽然这些波仍然会受到头骨的干扰，但是姚和他的合作者已经设计出方法来测量和过滤头骨的影响，使他们能够看到大脑的内部。
“光声技术对深层组织中流动的血液非常敏感，因此它是追踪大脑血流和氧气水平的良好工具。” 姚说，“并且由于它依赖于组织和分子的光吸收特性，我们不需要像荧光成像那样使用试剂，也不需要像CT扫描那样暴露患者于辐射。”
在姚及其团队将光声技术应用于该项目的同时，倪负责开发软性设备平台，放置传感器网格以侦测返回的超声波。
“平台的主要挑战在于，一旦使用软阵列或可弯曲、可伸缩的东西来适应头部，你就有可能迷失传感器的位置。” 倪说，“每个人的头形状都不同。我们需要找到一种方法来确保我们始终知道头皮上所有传感器的位置。如果我们不知道传感器在空间中的位置，我们就无法获得准确的图像。”
为了解决这个问题，倪正在开发一种传感器，可集成到可穿戴成像设备中，用于感知患者头部的形状。如果该团队取得成功，他们的工具将成为一种易于使用、无创、更便捷、价格更为亲民的替代医疗标准的选择。
“中风一旦发生，很容易再次发生。” 倪说，“像这样的工具将使医生能够在患者自由活动时对其进行监测，并且可能更容易在第二次中风发生之前检测到它。”
