用激光观察人体骨骼

英国的科学家开始致力于对一项新的激光技术进行医院检验，这种技术最终可能对骨质疏松等骨骼疾病进行快速而可靠的诊断，该方法包括物理学家和化学家常用的一种新的拉曼谱仪，能够为医生提供人体内部骨骼的最详细的描绘。

骨骼的强度来自两个主要成分：矿物质(如钙和结晶天然盐)，以及叫做胶原蛋白的蛋白基物质，有很多疾病是与这些物质相关的，包括“骨质疏松症”，这种疾病是由于缺乏第一种胶原蛋白造成的。

为了探测这些疾病以及监视病人对治疗的反应，医生需要用非侵害性的方法观察病人骨骼的内部，目前采用的两种方法是x射线谱学和超声波，但是这两种方法都很难观察到胶原蛋白，许多骨骼疾病都探测不出来。

近年来，提出了一种新的能够探测矿物质含量和胶原蛋白的方法，拉曼谱学依据的原理是当光与物质相互作用时，发生非弹性散射，在典型的实验中，一束激光照在样品上，样品将光子散射到略低的频率，测量光子颜色的变化可以分析所研究的对象的化学性质。

医学物理学家已成功地将拉曼谱学应用于研究从人体取出的组织，但是当需要观察活体内的骨骼时，遇到了问题，来自病人表层的拉曼信号比来自皮肤下面的信号强得多，这些信号由于向四周散射而大大减弱，这些骨骼信号还因在皮肤的黑色素中产生荧光而进一步减弱。

为了解决这一问题，在英国中心激光装置上工作的Pavel Matousek及其同事采用一种新的几何来改进拉曼谱仪，他们通过在使用拉曼谱仪过程中，在照射与收集点之间增加一定距离，以减弱来自皮肤的信号，他们还使用环形的探测器，以确保所有的信号都被有效地探测。

这种称作空间偏置拉曼谱学(SORS)的技术已被美国的一个独立的小组用来测定鸡的胫骨中磷酸盐与碳酸盐的比例，这有可能成为骨质疏松症的一个指示计，Matousek等计划下一步将在英国皇家国立整形外科医院用人体对SORS技术进行检验，有关论文发表在Analyst(2009，134：1058－1066)上。

(树华编译自Physicsword News，6 July 2009)