生物医学光声显微成像:技术和应用进展

发布时间：2021-03-06 18:53

　　光声成像兼具光学成像对比度高和超声成像在深层生物组织中分辨率高等优点,是近年来迅速发展起来的一种生物医学成像模态。光声显微成像（PAM）是光声成像的一种重要实现方式,利用其可以无创提供活体生物组织结构和功能信息的优点,研究人员已开展了临床前和临床应用研究。为了使不同领域的研究人员了解这一快速发展的成像技术,本文综述了光声显微成像的发展现状、最新技术和研究进展。文章首先介绍了PAM的基本原理和典型的系统实现,然后概述了包括空间分辨率、成像深度、扫描方式、信号探测手段和多模态成像等方面的重要研究进展,接着阐述了PAM在生物医学领域的应用现状,最后总结了其未来发展面临的挑战。 

【文章来源】：中国激光. 2020,47(02)北大核心

【文章页数】：15 页

【部分图文】：

空间分辨率不变的光声显微成像技术的基本原理[51]

光声分子成像利用特异性的分子探针靶向结合到特定的病变组织,改变其光学吸收特性,揭示疾病过程中细胞和分子水平的异常,实现疾病的早期检测及解析病理过程的分子路径等。研究人员已开发出多种可以用于光声成像的外源性造影剂[115-117]。K?ker等[3]报道了一种基于分裂绿色荧光蛋白片段的可激活光子纳米探针簇,如图8(a)所示,它可实现高灵敏度、高选择性的光声细胞成像,如图8(b)所示。此外,该纳米探针簇的光声信号要远高于非纳米探针簇类分子探针,在活细胞光声成像中具有巨大潜力。金纳米笼也被证明是一种可以用于光声分子成像的造影剂[118]。Kim等[119]在一项研究中量化了金纳米笼在活体黑色素瘤成像中的光声信号增强效果,结果表明,被金纳米笼主动靶向的黑色素瘤的光声信号强度是对照组的3倍。除此以外,其他纳米结构,如钯纳米片[115]、共轭聚合物纳米颗粒[120]、半导体聚合物纳米颗粒[121]、银纳米板[117]和碳纳米管[122]等也被用于光声分子成像。5 结束语

光声成像技术有多种实现方式,其中两种重要的实现方式是层析成像和显微成像。层析成像利用扩散光激发生物组织,成像深度可至数厘米,空间分辨率可达数十微米[11]。显微成像利用聚焦激光激发生物组织或利用聚焦超声传感器检测特定区域内的超声信号,横向分辨率可至微米甚至亚微米[11]。2.2 光声显微成像的典型实现方式


本文编号：3067625