加州理工學(xué)院的研究人員通過調(diào)整天文學(xué)中的波前整形技術(shù)來抵消生物組織造成的失真，從而推進(jìn)了醫(yī)學(xué)成像的進(jìn)步。該團(tuán)隊(duì)使用一種"魔鏡"光電折射晶體，實(shí)現(xiàn)了高速、高能量增益和高控制自由度，有可能改善皮膚下的癌癥檢測。 G-Z_pGer^  
;e()|  
d#I'9O0&  
加州理工學(xué)院醫(yī)學(xué)工程系的研究人員通過使用受天文學(xué)啟發(fā)的波前整形在醫(yī)學(xué)成像方面取得了重大進(jìn)展。波前整形是一種用于糾正天文成像中由地球大氣層造成的光學(xué)失真的方法。與地球大氣層類似，生物組織也會(huì)散射光線，使血管、神經(jīng)和癌細(xì)胞的顯微圖像出現(xiàn)失真。資料來源：加州理工學(xué)院 H0 km*5Sn  
v@`#!iu  
描述這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《自然-光子學(xué)》上，題目是"通過散射介質(zhì)進(jìn)行高增益和高速波前整形"。 6YrkS;_HS  
6*kY7  
在天文學(xué)中，到達(dá)望遠(yuǎn)鏡的光線被地球的大氣層扭曲，導(dǎo)致行星、衛(wèi)星和其他宇宙物體的圖像模糊不清。地球的大氣層是所謂的散射介質(zhì)；它散射光線，使圖像顯得不集中和混濁。波前整形是一種通過扭轉(zhuǎn)由大氣層造成的光學(xué)失真來產(chǎn)生聚焦光的方法。在這種方法中，一個(gè)反射裝置，如鏡子，"塑造"光波以抵消失真。這類似于一個(gè)人戴著主動(dòng)降噪耳機(jī)來對抗環(huán)境噪音。 I o7pp(  
[f.[C5f%"'  
生物組織也是一種散射介質(zhì)。在拍攝血管、神經(jīng)、甚至癌細(xì)胞的顯微圖像時(shí)，血液的運(yùn)動(dòng)、呼吸的運(yùn)動(dòng)和心臟的不斷抽動(dòng)會(huì)產(chǎn)生快速變化的失真，或渾濁。正如天文學(xué)家可能使用波前整形來消除地球大氣層造成的失真，醫(yī)學(xué)工程的研究人員已經(jīng)探索使用波前整形來消除生物組織造成的失真。 l+bP48  
nWbe=z&y8[  
"當(dāng)光穿過像一塊組織這樣的散射介質(zhì)時(shí)，它將簡單地散射到各處。這意味著我們不能直接將光聚焦到組織深處，"布倫醫(yī)學(xué)工程和電子工程教授、該論文的通訊作者王麗紅說。"散射有一個(gè)累積效應(yīng)。散射的光子越多，我們看到的失真就越多。通過使用波前整形，我們可以減輕散射效應(yīng)，并更深入地聚焦到生物組織。 3w ?)H  
iYHD:cg)~  
王的實(shí)驗(yàn)室采用了一種光折射晶體作為"魔鏡"，抵消了由組織引起的光的扭曲。 ]&yO>\MgJB  
!zvKl;yT  
這個(gè)過程是這樣的： 如果你盯著一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的浴室鏡子，你會(huì)看到一個(gè)清晰的、不扭曲的自己的圖像。在你自己和鏡子之間拿一個(gè)玻璃瓶對著你的眼睛，你會(huì)看到一個(gè)扭曲的、模糊的自己的形象。這是因?yàn)槠孔邮构獠ㄔ诘竭_(dá)鏡子和從鏡子返回到你的眼睛的途中發(fā)生扭曲。魔鏡"的"魔力"是通過扭轉(zhuǎn)它所經(jīng)歷的扭曲來保持波的形狀（稱為波面）的能力。換句話說，返回的光線在前往鏡子的路上和返回你的路上都經(jīng)歷了同樣的扭曲，但卻被逆轉(zhuǎn)了，導(dǎo)致扭曲被自我抵消了。當(dāng)這些波前再次通過瓶子時(shí)，結(jié)果是你自己的清晰圖像，就像瓶子不在那里一樣。 DM!