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阿尔托大学神经科学和生物医学工程系的Heikki Nieminen教授说:“活检的结果——提取的组织数量——往往不足，一些研究表明，多达三分之一的细针活检很难获得足够的组织来做出可靠的诊断。”“活检是痛苦的，等待诊断测试结果对患者和家人来说是非常痛苦的一段时间，尤其是当诊断需要重新活检以得出结论时。我们想让这一过程对患者来说更加温和，并增加第一次测试就能给出答案的确定性。”
Nieminen教授访问了加拿大多伦多大学，与多伦多西奈山医院的病理学家、Temerty医学院的大学研究员Kenneth Pritzker教授合作。有一天，当他们在一起吃午饭时，普利兹克提出，也许可以借助超声波来解决这个问题。
最不痛苦的活组织检查方法之一是“细针活组织检查”，它使用与许多其他医疗程序相同厚度的针。然而，对于更先进的诊断治疗，比如癌症治疗，单用细针无法获得足够的常规材料，所以目前的做法通常是使用更粗的针，称为核心针。“这对病人来说很痛苦，也会导致出血——除非万不得已，否则你不会想要使用核心针。””普利兹克说。“在体温下，人体组织是一种介于固体和液体之间的东西。这方面的突破是，通过让针尖进行超声波振动，我们能够让组织更像液体一样流动，这让我们可以通过狭窄的针头提取更多的组织。”
感觉像常规针
在一篇新论文中，在科学报告中发表，该团队展示了这些超声波振动针的工作程度。“振动为组织提供了能量，使其更加流畅，”据“倪森纳的Aalto University”撰写的纸张撰写的作品，emanuele Perra解释说。“振动是朝上的尖端，因此除了针周围的小区域之外，它不会影响除任何其他组织。我们能够表明超声波振动将活检产量增加3至6次，而没有超声波，甚至比我们希望的更大。“振动远远高于人类的听力范围，波浪的幅度足够小，以至于它与正常血液测试不应该感觉很大。
在活组织检查中提取的组织量的大幅增加意味着对于高科技癌症治疗的日益增长的趋势非常有用。一个这样的例子是分子诊断，其检查肿瘤的化学化妆，让医生更有效地靶向靶向治疗。“分子诊断是一个昂贵的过程，它是一个昂贵的钱，因为它失败了，因为在活组织检查中聚集的材料的质量以前没有足够好，”Pritzker解释道。
针对针的技术是非线性声学，其中通过材料的振动具有如此大的振幅，它们与材料本身相互作用。这些相互作用使针的设计人员将所有能量集中在针尖端，并测量它们的效果。“我们已经能够对针末端的振动进行了良好。我们已经使用了高速相机，使我们能够研究振动针对前所未有的细节中流体，固体和空气之间的边界的物理效果，“Nieminen说。“我们已经设法获得物理学的丰富的理解使我们能够设计医疗设备，并了解它如何用于不同的医疗目的。”
医学试验正在进行中
预计这种针头很快就会用于真正的癌症患者的研究，尽管目前只用于四条腿的患者。加拿大一家专业兽医医院预计很快将在患有癌症的家养宠物身上试验这种设备，如果一切按计划进行，该团队希望他们的针头不久之后就能用于人类患者。
“现代肿瘤学不仅在治疗开始时才能采取活检”，解释了Nieminen。“越来越多地，肿瘤医学家希望能够采取多项活检来跟踪肿瘤的如何变化和响应治疗过程。我们希望这些活检的工具尽可能有效和无痛。“
虽然该团队正在为真实世界的活组织检查准备针头，但它们也对他们仍在研究的未来应用感到兴奋。“超声波振动对组织的影响也可能能够以另一种方式”解释的Perra解释“，振动可能使其更容易以肝脏等目标方式递送药物。他们还可以能够在软组织中分解小硬物，如肾结石，甚至小肿瘤 - 全部侵入性地侵得。“通过将声学物理专家与医疗技术专家组合，团队希望从21世纪的谦逊医学针升级中产生更多的创新。
