在可量測心率、血氧濃度的健康穿戴式裝置中，許多會利用「光體積變化描記圖法」(Photoplethysmography, PPG)，以光線照射皮膚、量測生理特徵，然而其量測範圍僅限於皮膚表層，無法觸及組織深處。近(15)日，加州大學聖地牙哥分校(UCSD)研究團隊，開發出一種結合光學和聲學的貼片感測器，可以監測深層組織中的生物分子，包括血紅素，用於掌握目標位置的血液灌流量(perfusion)或積聚(accumulation)情形。研究發表於《Nature Communications》。
 
該貼片感測器是在柔軟的矽膠(silicone)層中，嵌入雷射二極體(laser diodes)陣列和壓電轉換器(piezoelectric transducers)。
 
雷射二極體會發送可深入人體組織的光脈衝，而組織中的目標生物分子會吸收光能並振動，從而導致聲波從該點輻射出去。接著，壓電轉換器會將這些聲波轉換為可以測量和分析的電能，透過此數據最終能重建目標生物分子位置的3D空間圖。
 
相對於現有的穿戴式健康裝置僅感測皮膚表面，該裝置可量測到皮下數公分的深度，並可以次毫米(submillimeter)的解析度描繪血紅素的空間分布。因此，該技術可用於檢測和監測內臟出血、心臟病發作或中風時的血流限制(blood flow restriction)，或是身體深處是否存在惡性腫瘤等情況。
 
研究團隊表示，其還可以透過選擇不同波長的雷射，量測不同的生物分子。
 
這項具有彈性、外形小巧的可穿戴式貼片可以舒適地貼在皮膚上，適合非侵入性的長期監測，而不是傳統3D醫學影像技術僅提供當下的影像。
 
研究人員說，由於該技術使用低功率的雷射光脈衝，因此比具有游離輻射的X光安全，也不像磁振造影(MRI)需要複雜且昂貴的設備。
 
參考資料：https://healthtechinsider.com/2022/12/22/sound-and-light-create-3d-images-of-deep-tissues/
 
(編譯/劉馨香)