来源:华威大学(University of Warwick),Gaby Clark 编辑,Robert Egan 审阅;电子科技大学太赫兹科学技术研究中心 马宁伟 编译

全光纤耦合太赫兹衰减全反射单像素成像装置示意图。
图片来源:Nature Communications (2026)。DOI: 10.1038/s41467-026-68290-x
华威大学与埃克塞特大学的科学家们研发出一套全光纤耦合太赫兹成像系统,显著提升了太赫兹成像的速度、分辨率和临床实用性。这项发表在《自然•通讯》上的研究展示了一种高通量、结构紧凑的平台,克服了当前太赫兹系统面临的关键障碍,使实时、无创的人体组织成像离常规临床应用更近了一步。
华威大学物理系的Emma MacPherson教授表示:"太赫兹成像在生物医学诊断领域展现出巨大潜力,但其向现实临床工具的转化一直受限于系统笨重和采集速度慢的问题。此次突破意义重大,因为光纤耦合设计意味着系统可以灵活且紧凑,既可手持使用,也能集成到机器人上。"
太赫兹波在电磁波谱上介于微波与红外光之间。关键在于,它们属于非电离辐射(即没有X射线相关的风险),并且对水含量极为敏感,有助于揭示健康组织与病变组织之间的差异。尽管前景广阔,但现有的大多数太赫兹成像系统体积庞大、速度缓慢,限制了其在专业实验室之外的应用。
华威大学团队通过开发一种速度更快、灵活性更高的紧凑型光纤系统,克服了这些障碍。其精简的设计实现了接近视频速率的成像,空间分辨率约为360微米(比现有最先进系统快五倍以上),同时保持了紧凑和适应性强的特点。
在原理验证演示中,该系统成功区分了不同类型的生物组织,包括猪肉样本中的脂肪和蛋白质,并能够实时捕捉志愿者手臂上伤口的图像。其紧凑的设计意味着可以直接在患者身上使用,无论是作为手持设备还是作为机器人手术工具的一部分,为快速无创诊断开辟了新的可能性。
MacPherson教授补充道:"这一进展使太赫兹成像离日常临床应用更近了一步。对患者而言,这意味着能更快得到结果,减少侵入性检查——使临床医生能够实时评估伤口或可疑的皮肤病变,而无需暴露于电离辐射,并在诊疗现场做出更有把握的决策。"
该技术集速度、灵敏度和便携性于一体,是太赫兹成像走向临床实用化的重要突破。未来,除实验室检测与皮肤癌手术切除外,它还将在实时医学诊断领域发挥更大作用。
论文信息
Sen Mou等人,《用于生物医学应用的全光纤耦合太赫兹单像素成像》,《自然•通讯》(2026年)。DOI: 10.1038/s41467-026-68290-x
期刊信息:《自然•通讯》