手術(shù)革命　全息影像

倪顯麗

在很多科幻電影里，都有類似的場景，即戲中的人物可以對著真實(shí)人類的虛擬影像說話，而不是拿著電話和對方通話；或者屋里可以有虛擬的管家，它們同樣也有很逼真的影像。這樣的科幻場景其實(shí)并不遙遠(yuǎn)，全息影像技術(shù)讓我們看到這種希望及趨勢，我們可以在現(xiàn)實(shí)中看到它們。當(dāng)你品味著紅酒，全息影像技術(shù)立刻讓你身臨驕陽下采摘葡萄的情景。

這種技術(shù)不僅可以顯示與真人大小相似的全息影像，還允許你與它們互動。比如你可以移動手指或雙手，令影像發(fā)生變化，就像魔法電影里的特效那樣。你還可以想象一下，把電話功能加上這種影像技術(shù)里，再完善一下影像的嘴部動作，那么我們就可擁有更未來化的視像通話了。感覺應(yīng)該很酷，雖然會有點(diǎn)詭異。比如在深晚里，你和朋友的影像在黑暗中聊天??很快，我們就能得到任何物體的立體影像，甚至連大腦也不在話下!而且我們還可以對這些全息影像隨時(shí)更新。

手術(shù)室將迎來一場革命

時(shí)光把我們帶到2020年，在一間寬敞的辦公室里，一群醫(yī)生正圍坐在一個(gè)懸在辦公桌上的大腦前討論手術(shù)進(jìn)展問題。沒有搞錯，是辦公室，而不是經(jīng)過嚴(yán)格殺菌的手術(shù)室。醫(yī)生們可以清楚地看到，躺在手術(shù)室里正在進(jìn)行腦腫瘤切除病人大腦的每一個(gè)腦回，仿佛有人將其放大展現(xiàn)在大家面前一樣。只要繞著它走幾步，醫(yī)生們就可以全方位多角度地觀察大腦的情況。你看到大腦中那團(tuán)腫塊樣的東西了嗎？那就是腫瘤。手術(shù)還在進(jìn)行中，醫(yī)生們通過這一成像就能一目了然地知道還有多少腫瘤有待切除。

幾分鐘后，醫(yī)生們放下手術(shù)刀，聚到大腦邊上檢查手術(shù)的進(jìn)度。圍繞病人頭部的CT 掃描儀隨時(shí)記錄著手術(shù)過程中大腦的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，從而及時(shí)修正大腦的全息圖像。按現(xiàn)在的情形看，醫(yī)生們已經(jīng)可以長出一口氣了，因?yàn)樵谌D像中沒有出現(xiàn)凝血塊的蹤跡，它們會堵塞血液循環(huán)，導(dǎo)致致命的后果。代表腫瘤的那些令人擔(dān)憂的陰影也消失得干干凈凈。手術(shù)宣告圓滿成功!

今天，醫(yī)生們?nèi)粝氪_認(rèn)已經(jīng)切除了所有腫瘤，就要等到手術(shù)結(jié)束將病人“重新縫合”之后。在這樣的情況下，如果再次查出腫瘤細(xì)胞，病人就要重上手術(shù)臺。無疑，這對病人本身和主刀醫(yī)生都是痛苦不堪的。而有了3D 影像的幫助，完成一場干凈徹底、無懈可擊的手術(shù)就不再是夢想了。

可“擦寫”的記錄材料

全息攝影早已存在了!在所有的信用卡上都印著一只珍珠色的立體白鴿，栩栩如生，就好像要從信用卡里飛出來一樣!這一效果是用一束激光照射白鴿的石膏模型而獲得的。全息影像技術(shù)早在20 世紀(jì)70年代就已經(jīng)用于實(shí)際中了，主要是利用光的干涉原理，將物體發(fā)出的光或者從物體上發(fā)出的反射光先用分光技術(shù)分裂成兩束相干光，讓這兩束相干光在膠片上疊加并記錄在膠片上(即在膠片上感光)，這是照像過程，然后沖洗膠片得到全息照片。

全息影像一般用激光進(jìn)行，這是因?yàn)榧す獾念l率單一，其效果好。全息影像的效果與普通影像的效果的不同之處主要在于普通影像是平面影像，通過影像只能看到其一個(gè)面，而全息影像出來的是空間立體影像。通過影像不但可以看到其正面也可以看到其側(cè)后面，更重要的是不論人將全息影像的膠片撕成多小的碎片，在每一個(gè)碎片上都可以觀察到被照物體全部完整的影像!但是這項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù)的局限在于，一定要用激光照射實(shí)物才能將其轉(zhuǎn)化為3D 圖像。因此在手術(shù)過程中取得大腦的全息影像是不可能的，除非把大腦從頭顱里拿出來!

為了走出這個(gè)死胡同，同時(shí)也為了給全息攝影創(chuàng)造一個(gè)全新的未來，醫(yī)療研究人員開始尋找立體成像的全新途徑和方法。他們成功地?cái)[脫了實(shí)物的羈絆，研制出一種根據(jù)照片還原3D 圖像的技術(shù)。更重要的是，通過這一技術(shù)獲得的全息影像可以有規(guī)律地得到更新，而這恰恰是傳統(tǒng)的全息攝影術(shù)所無法辦到的。此外，現(xiàn)有的成像載體就如同膠片一樣，無法改動，圖像一旦被刻錄在載體上就無法抹去了。鑒于此，研究小組通過可重復(fù)記錄的載體，又一次找到了解決之道。那是一種聚合物，也就是塑料，它能夠“記憶”并“遺忘”圖像。這樣，就可以在不再需要時(shí)，抹去先前記錄下的全息圖像，然后錄入新的圖像。這就像可重寫光盤一樣，我們可以在上面連續(xù)幾次記錄下不同的信息。

戰(zhàn)場如同親臨

這一發(fā)明看起來好像沒什么大不了，但它極有可能帶來一場對外科醫(yī)生和其他職業(yè)工作方式的革新。美國軍方就意識到了這一點(diǎn)，投資資助了部分研究項(xiàng)目。的確，有了這種活動3D 影像的幫助，就有可能在最大程度上看到逼真的戰(zhàn)場實(shí)況。軍方已經(jīng)擁有可將無人偵察機(jī)拍下的照片轉(zhuǎn)化為全息影像的設(shè)備了。說白了，他們已經(jīng)掌握了作戰(zhàn)地區(qū)的立體地圖。但是那些設(shè)備都有個(gè)共同的問題，即它們得到的3D 圖像是靜止的。新技術(shù)將能使圖像得到持續(xù)的更新：偵察機(jī)一邊飛越作戰(zhàn)地區(qū)，信息處理系統(tǒng)就一邊根據(jù)它發(fā)回的照片實(shí)時(shí)更新該地區(qū)的3D 圖像。為了便于理解，你可以想象幾個(gè)將軍圍坐在圓桌前，戰(zhàn)士們作戰(zhàn)的立體畫面像幽靈一般出現(xiàn)在圓桌上方。每隔5 分鐘，圖像就會隨著戰(zhàn)場情況的變化而實(shí)時(shí)更新。這將非常有用。比如，你可以根據(jù)圖像確認(rèn)某幢隱藏著狙擊手的大樓確實(shí)受到了轟炸機(jī)的襲擊，被徹底瓦解。