皮膚組織中的水太多或太少可能是各種健康問題的跡象，例如水腫。圖片來源：斯科爾科沃科技學(xué)院

Skoltech和德克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)分校（美國）的研究人員展示了光聲技術(shù)如何用于監(jiān)測皮膚水分含量，該技術(shù)有望用于諸如組織創(chuàng)傷管理和美容方面的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。概述這些結(jié)果的論文發(fā)表在“生物光子學(xué)雜志”上。

（由液體積聚引起的膨脹）或脫水，也可能會影響外觀。目前，電氣，機(jī)械和光譜學(xué)方法可用于監(jiān)測組織中的水分含量，但尚無準(zhǔn)確而無創(chuàng)的技術(shù)能為潛在的臨床應(yīng)用提供高分辨率和顯著的探測深度。

Skoltech光子學(xué)和量子材料中心的Sergei Perkov和他的同事決定測試是否可以將光聲方法用于此目的。在光聲監(jiān)測中，用脈沖光照射組織，這會導(dǎo)致吸收該光的目標(biāo)物發(fā)生熱彈性膨脹，并且可以在超聲信號中檢測到該目標(biāo)物。在以前的研究中，已證明光聲光譜法可以檢測血紅蛋白，黑色素和水，因此研究小組決定確定這種方法是否可用于組織模型和體內(nèi)真實皮膚。

“ OA技術(shù)對于臨床應(yīng)用是安全的，因為信號檢測所需的生物組織吸收的能量相對較小。相對于其他光學(xué)方法，OA技術(shù)的優(yōu)勢在于我們只需要在一個方向上傳遞激光能量-到達(dá)吸收體，然后我們檢測到生成的超聲信號，該信號在生物組織中衰減不大，而為了使用光學(xué)方法檢測該信號，光束必須傳播到吸收體，然后傳播回（或穿過整個身體部位），” Skoltech教授兼該論文的合著者Dmitry Gorin說。

研究人員用明膠和牛奶制成了兩層的“皮膚模型”，并使用水模仿了其中的一部分，以模仿表皮層下的腫脹。他們還在沒有水腫的人類手腕上測試了他們的光聲探測器。他們獲得的數(shù)據(jù)與先前發(fā)表的有關(guān)皮膚含水量的數(shù)據(jù)非常吻合，并且該團(tuán)隊能夠確定用于監(jiān)測含水量的最佳波長。

接下來，該小組計劃在體內(nèi)對真實的水腫進(jìn)行類似的實驗，并增加用于OA信號產(chǎn)生的不同波長的數(shù)量，以便嘗試量化皮膚不同層中的水量。這項工作將與UTMB加爾維斯頓教授Rinat Esenaliev合作繼續(xù)進(jìn)行。