长期以来，传统超声波检查高度依赖操作者手法，视野局限，且探头施压易造成组织形变，影像质量参差不齐。如今，加州理工学院（Caltech）医学工程团队开发出一套超声波断层扫描（UT）系统，从根本上突破了上述局限，相关方法与测试结果已发表于学术期刊《自然·生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）。
主导该研究的王立宏（Lihong Wang）教授表示："与标准X射线、磁共振成像（MRI）或正电子发射断层扫描（PET）类似，我们的系统不依赖操作者技能。它提供宽广的观察视角，因为我们看到的是完整横截面；它不对组织施压，因此避免了形变。更重要的是，超声波对患者完全安全，相较于电离辐射成像方式具有显著优势。"
512个传感器环绕扫描，10秒完成腹部断层
该系统的工作原理可追溯至20世纪50年代早期超声成像技术的雏形——当时患者需浸入水槽中完成检查。水中声波传播速度远快于空气，水介质能有效消除皮肤与换能器之间的气体层，保障超声信号高效传导。
王立宏介绍了具体实验设置："为使超声波有效传播，患者与换能器之间必须有水介质。在我们的试验中，受试者坐入水槽，头部露出水面。水槽四周安装了一个环形支架，共连接512个传感器。系统由上至下对躯体进行扫描，逐层获取不同高度的横截面图像。"
与传统超声仅测量回波不同，该系统同步捕获透射信号，同时测定声速与衰减系数，从而区分不同类型的组织。王立宏解释道："组织发生变化可作为某些疾病的信号，例如慢性炎症或癌症。若肿瘤导致组织密度增高，声波通过时的回波强度、传播速度或衰减系数均会改变。可测量的物理参数越多，就越有可能将这些测量值与生理指标相关联，辅助诊断各类疾病。"目前，该系统已在5名健康志愿者身上完成测试，腹部扫描全程仅需10秒。
脂肪肉瘤检测成下一步临床验证重点
王立宏总结称："我们已证明，全超声断层扫描可以成为一种廉价、安全、快速且舒适的健康检查与监测工具。"他同时表示，该技术同样适用于身体其他部位，包括四肢、颈部乃至大脑。
在硬件层面，研发团队计划放弃现有水槽方案，改以充水薄膜袋与导电凝胶的组合代替，使设备形态向卧式扫描台演变——这与其他类型的断层扫描仪更为接近，同时也为术中实时成像提供可能。
下一阶段的临床验证将聚焦于脂肪肉瘤患者群体。脂肪肉瘤是一种起源于脂肪细胞的罕见恶性肿瘤，肿瘤往往深埋于组织内部且边界模糊，现有影像技术难以精准定位。王立宏指出："评估和监测肿瘤进展需要**测量脂肪层厚度，我们的技术可以更精准地实现这一点。由于它安全无痛，可以根据需要对同一患者进行反复监测。"目前，该超声断层扫描技术已就整个系统提交专利申请。