血液通過我們的循環系統攜帶重要的氧氣到肌肉和器官。聲學工具可以在我們的血液中產生微氣泡，能夠隨着氧氣的變化而變化。在將於11月29日至12月3日舉行的美國聲學學會第181次會議上，來自得克薩斯大學達拉斯分校的Shashank Sirsi將討論如何利用循環微氣泡來測量氧氣水平。
微氣泡的直徑小於0.01毫米，可以通過用氣體乳化脂質或蛋白質而製成。當應用超聲波時，微氣泡的氣體填充使其振蕩和振動，散射能量併產生聲學反應，可被臨床超聲波掃描儀檢測到。它們在醫學成像中被常規使用，以提供更大的組織對比度。
血紅蛋白是賦予紅血球標誌性顏色的蛋白質，它將在微氣泡周圍形成一個穩定的“外殼”。然後它繼續執行其在血液中結合和釋放氧氣的典型作用。
Sirsi和他的團隊開發了利用微氣泡來聲學檢測血氧水平的方法，因為微氣泡“外殼”會因血紅蛋白的結構變化而改變對氧氣的反應。血紅蛋白殼在圍繞着氣泡后不斷地對氧氣做出反應，並在生物體的循環中進行了優化。
“當氧氣與血紅蛋白結合時，蛋白質的結構發生了變化，改變了機械性能，”Sirsi說。“外殼的機械性能決定了氣泡的聲學反應，所以我們的假設是，當外殼變得更硬或更有彈性時，會看到不同的聲學反應。”
研究人員獲得的初步結果顯示，氧氣濃度和聲學氣泡反應之間有很強的相關性，突出了微氣泡作為氧氣傳感器的潛在用途。這種能力將對醫學和成像有許多好處，包括評估腫瘤和大腦中的缺氧區域。