一種新興的成像模式—光聲多模態(tài)成像

光聲效應

光聲成像（Photoacoustic Imaging，PAI）是一種新興的成像模態(tài)。當激光照射組織時(shí)，由于生物組織對光波的散射作用，光波不能有效聚焦，但電磁波能量可以有效地進(jìn)入到組織內部。生物組織內的光吸收體（血紅蛋白、黑色素等）吸收電磁波能量并轉換為熱能，吸收體的熱脹冷縮發(fā)出聲信號，再經(jīng)過(guò)高靈敏度的檢測器接收聲波信號，通過(guò)信號處理和重構，形成反映組織內部結構和功能的光聲圖像。

光聲顯微成像與光學(xué)顯微成像對比

由于組織會(huì )對光產(chǎn)生散射，光無(wú)法穿透到深層組織，一般光學(xué)顯微成像的深度在100um內，其特點(diǎn)是可以獲得高分辨率圖像。

超聲成像是利用超聲波在人體組織內傳播的不同聲學(xué)特性進(jìn)行成像，可獲得更深的成像深度，但分辨率較低。

光聲顯微成像（Photoacoustic microscop，PAM）突破傳統光學(xué)的衍射極限，成像深度更深達6mm；在更深的成像深度，還是維持光學(xué)的高分辨率，精度達3um。能有效填補光學(xué)成像深度和超聲成像的缺點(diǎn)和空白。對于一些特殊組織，無(wú)需要造影劑即可成像，譬如血管的無(wú)創(chuàng )成像。

應用方向

光聲顯微成像可以利用內源或外源對比劑來(lái)實(shí)現化學(xué)、分子和基因成像。光聲顯微成像可以在不同的波長(cháng)下激發(fā)不同的對比劑，提高成像特異性。光聲顯微成像還可以測量吸收體及其微環(huán)境的多種物理、化學(xué)和功能參數，如血紅蛋白濃度、血氧飽和度、血流速度和氧代謝率等。光聲顯微成像已經(jīng)被應用于多種科研方向的研究，包括血管生物學(xué)、腫瘤學(xué)、神經(jīng)學(xué)、眼科學(xué)、皮膚科學(xué)、胃腸科學(xué)和心臟科學(xué)等。

應用案例

1.腦功能成像

光聲成像的組織穿透性好，應用光聲多模態(tài)小動(dòng)物成像儀，實(shí)現了對小動(dòng)物活體的腦部成像的研究。

2.腫瘤監測

應用光聲多模態(tài)小動(dòng)物成像儀，實(shí)現了小鼠耳部腫瘤生長(cháng)過(guò)程中滋養血管的監控。

應用光聲多模態(tài)小動(dòng)物成像儀（定制波長(cháng)），借助納米探針AgBr@PLGA，在近紅外二區域（NIR-II）實(shí)現對腫瘤微環(huán)境中高濃度谷胱甘肽（GSH）的動(dòng)態(tài)監測。

多模態(tài)動(dòng)物活體無(wú)損成像系統