可激活式光声检测成像体系的制备及其应用探讨
发布时间：2021-09-04 09:03
生物标志物是指针对于疾病的状态或者严重程度的可测量指标,包括酶、代谢物、核酸等多种分子。由于疾病会伴随着特定的生物标志物浓度等的异常变化,它们常被用于分析和评估特定的疾病。作为一种无创的成像方法,光声成像是一种可以检测光吸收后产生的超声波的成像技术,并且能够提供穿透深度达厘米级,分辨率达100μm的图像。此外,利用光声断层扫描技术可以实现三维的光声成像,这对于通过检测生物标志物以无创方式来精准定位病灶区域而言是非常有利的。可激活式的光声检测成像体系因能够对特定的生物标志物响应并由此产生强烈光声信号而具有重要的应用前景,因为它们可以实现高灵敏度的检测以及对生物动态过程的实时追踪。因此,设计开发能够对于疾病相关的生物标志物快速响应并可就病灶区域提供时间和三维空间的相关信息的可激活式光声检测与成像体系具有重要意义。在本文中,设计制备了三种可激活的光声检测与成像体系,并探讨了这些体系在药物诱发肝损伤和癌症转移中的检测和成像。首先,开发了一种可由碱性磷酸酶（ALP）激活的增强型光声检测成像体系。通过将吲哚基团引入到氧杂蒽母体上合成了一种近红外的发色团C1X-OH,然后将可识...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
光声断层扫描的成像机制[7]
图 1-2 光声断层扫描成像的不同信号接收方式的几何结构。（A）使用线形或平面阵列进行二维或三维成像（B）使用半球形阵列进行三维成像（C）使用圆环或圆柱形阵列进行三维成像[18]。Figure 1-2 Different photoacoustic tomography detection geometries (A) 2D or 3D imagingusing a linear or planar array (B) 3D imaging using hemi-spherical array (C) 2D or 3Dimaging using a circular or cylindrical array[18].1.2.2.1 基于线形或平面阵列配置的光声断层扫描基于线性或平面阵列收集信号搭载脉冲激光光源的光声断层扫描装置（图 1-2A）的最大的优势在于成本低且节约扫描时间[19-21]。来自可调激光器的光线通过光纤传递并激发目标，原始的光声信号由一个数据获取系统收集，用于后期处理和图像显示。并且，开发出的手持式探头简化了实验过程和对象处理，使其更加适用于临床诊断。但是，由于线性阵列换能器的检测孔径有限和灵敏度低（每个元件的检测面积小），使得从线性
华南理工大学博士学位论文约为 200 μm 空间分辨率[22]。.2.2.3 基于圆环形阵列配置的光声断层扫描基于圆环形阵列扫描配置的光声断层扫描系统中，激光束通常从顶部照射整个样且超声换能器阵列在样品周围循环扫描以收集不同角度的 PA 信号（图 1-2C）。由使用的灵活性和高灵敏度，这种配置是 PAT 成像中应用最广泛的[23]。在临床前期研究中，开发了用于生物标志物成像的多光谱光声断层扫描成multispectral optoacoustic tomography, MSOT）系统[24,25]。中心频率为 5MHz 的 64电复合材料，环绕排列在一个 172 的球形曲线阵列中，多波长照射能够对内外源性剂进行成像[26]。假体或活体小鼠被两束来自分叉纤维束正交的光激发，可以亚毫米率对整个小鼠身体进行成像，包括独立的器官和血管[27,28]。本文中的研究内容所使活体光声成像系统就是这类 MSOT 系统（图 1-3）。
本文编号：3382976
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
光声断层扫描的成像机制[7]
图 1-2 光声断层扫描成像的不同信号接收方式的几何结构。（A）使用线形或平面阵列进行二维或三维成像（B）使用半球形阵列进行三维成像（C）使用圆环或圆柱形阵列进行三维成像[18]。Figure 1-2 Different photoacoustic tomography detection geometries (A) 2D or 3D imagingusing a linear or planar array (B) 3D imaging using hemi-spherical array (C) 2D or 3Dimaging using a circular or cylindrical array[18].1.2.2.1 基于线形或平面阵列配置的光声断层扫描基于线性或平面阵列收集信号搭载脉冲激光光源的光声断层扫描装置（图 1-2A）的最大的优势在于成本低且节约扫描时间[19-21]。来自可调激光器的光线通过光纤传递并激发目标，原始的光声信号由一个数据获取系统收集，用于后期处理和图像显示。并且，开发出的手持式探头简化了实验过程和对象处理，使其更加适用于临床诊断。但是，由于线性阵列换能器的检测孔径有限和灵敏度低（每个元件的检测面积小），使得从线性
华南理工大学博士学位论文约为 200 μm 空间分辨率[22]。.2.2.3 基于圆环形阵列配置的光声断层扫描基于圆环形阵列扫描配置的光声断层扫描系统中，激光束通常从顶部照射整个样且超声换能器阵列在样品周围循环扫描以收集不同角度的 PA 信号（图 1-2C）。由使用的灵活性和高灵敏度，这种配置是 PAT 成像中应用最广泛的[23]。在临床前期研究中，开发了用于生物标志物成像的多光谱光声断层扫描成multispectral optoacoustic tomography, MSOT）系统[24,25]。中心频率为 5MHz 的 64电复合材料，环绕排列在一个 172 的球形曲线阵列中，多波长照射能够对内外源性剂进行成像[26]。假体或活体小鼠被两束来自分叉纤维束正交的光激发，可以亚毫米率对整个小鼠身体进行成像，包括独立的器官和血管[27,28]。本文中的研究内容所使活体光声成像系统就是这类 MSOT 系统（图 1-3）。
本文编号：3382976
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