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          一種新興的成像模式—光聲多模態(tài)成像

          更新時(shí)間:2023-11-02      點(diǎn)擊次數:794

          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。

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          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。

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          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。

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          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。

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          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。


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          3.納米探針

          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。

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          多模態(tài)動(dòng)物活體無(wú)損成像系統

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