研究人員開發了一種新的超聲方法，首次可以測量人體組織的張力，有可能徹底改變疾病診斷的方式。一個超聲設備向身體內部結構發射高頻聲波，並記錄反射回來的聲音，實時形成圖像。與其他成像技術（如核磁共振）相比，超聲更便宜、更快速、更容易獲得。它可以顯示只有在運動時才能看到的異常情況，例如，肩關節的疾病。

診斷用超聲設備通常用來確定組織或器官的功能是否正常。無創診斷性超聲波可用於檢查腹部、乳房、腎臟、骨盆、甲狀腺、肌肉和骨骼以及血流。雖然超聲為診斷和治療各種疾病和狀況提供了寶貴的信息，但它也有局限性。

其中之一是超聲無法測量人體組織的緊張程度。這促使謝菲爾德大學的研究人員與哈佛大學、清華大學和高威大學的研究人員合作，開發了一種新的超聲波技術，可以區分僵硬的組織和處於緊張狀態的組織。

該研究的作者之一Artur Gower博士說：”當你去醫院時，醫生可能會使用超聲波設備來創建一個器官的圖像，如你的肝臟，或你身體的另一部分，如腸道，以幫助他們探索一個問題的原因。現在用於醫療保健的超聲檢查的局限性之一是，僅憑圖像不足以診斷你的任何組織是否有異常。”

人體組織能夠感知並應對機械壓力，相應地調整其形狀。日常肌肉收縮的力量增加了這種壓力，這意味著所有活體組織都處於機械壓力之下，即使它們處於休息狀態。機械應力也影響人工軟材料，如可穿戴和可植入的軟生物電子。

組織和人工軟材料中的應力測量對於確定正常功能是很重要的，但測量起來很有挑戰性，所以研究人員從聲彈性效應中尋找答案。聲彈性原理，簡單地說，就是：張力越大，聲波傳播越快。

研究人員採用了一種通常用於測量鐵路沿線張力的技術，向不同方向發出了兩個聲波，利用他們開發的數學理論將張力與聲波的速度聯繫起來。他們使用了一種叫做剪切波的特殊類型的波，這種彈性波可以在物體的體內移動，與表面波不同。通過使用剪切波，他們能夠成功地測量張力，首先在水凝膠內，然後在豬的骨骼肌內。

這是第一個能夠測量任何類型軟組織張力的超聲方法，研究人員對其潛在用途感到興奮。

Gower說：”我們在研究中所做的是開發一種使用超聲波測量組織中張力水平的新方法。這種水平的細節可以告訴我們組織是否異常，或者是否受到疤痕或疾病的影響。這項技術是第一次可以用超聲波來測量組織內部的力量，它現在可以用來建造能夠更早診斷異常組織和疾病的新型超聲波機器。”

除了在醫療保健方面的潛力，研究人員認為該方法將在其他學科中得到應用，如生物醫學工程、生物學和軟物質物理學。

該研究發表在《科學進展》雜誌上。