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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：斯科爾科沃科技學院

Skoltech和德克薩斯大學醫學分校（美國）的研究人員展示了光聲技術如何用于監測皮膚水分含量，該技術有望用于諸如組織創傷管理和美容方面的醫學應用。概述這些結果的論文發表在“生物光子學雜志”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，機械和光譜學方法可用于監測組織中的水分含量，但尚無準確而無創的技術能為潛在的臨床應用提供高分辨率和顯著的探測深度。

Skoltech光子學和量子材料中心的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。在光聲監測中，用脈沖光照射組織，這會導致吸收該光的目標物發生熱彈性膨脹，并且可以在超聲信號中檢測到該目標物。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真實皮膚。

“ OA技術對于臨床應用是安全的，因為信號檢測所需的生物組織吸收的能量相對較小。相對于其他光學方法，OA技術的優勢在于我們只需要在一個方向上傳遞激光能量-到達吸收體，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。他們獲得的數據與先前發表的有關皮膚含水量的數據非常吻合，并且該團隊能夠確定用于監測含水量的最佳波長。

接下來，該小組計劃在體內對真實的水腫進行類似的實驗，并增加用于OA信號產生的不同波長的數量，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合作繼續進行。