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小動物光聲成像系統(tǒng)探索微觀世界
閱讀：1416 發(fā)布時間：2023-6-6
小動物光聲成像系統(tǒng)是一種結(jié)合了光學(xué)和聲學(xué)原理的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，能夠以高分辨率、高靈敏度地實(shí)時成像小動物的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和功能活動。與傳統(tǒng)的X線成像和磁共振成像相比，該成像系統(tǒng)具有更強(qiáng)的生物相容性和更高的空間與時間分辨率，因此在動物實(shí)驗(yàn)中被廣泛應(yīng)用于疾病診斷、藥物篩選和基礎(chǔ)生命科學(xué)研究等領(lǐng)域。
小動物光聲成像系統(tǒng)的原理基于組織吸收光能量后產(chǎn)生的熱膨脹效應(yīng)和超聲波檢測技術(shù)。當(dāng)激光束穿過小動物的皮膚和軟組織后，會被吸收并轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致局部組織溫度升高，進(jìn)而引起熱膨脹和聲學(xué)信號的產(chǎn)生。這些聲波通過超聲探頭接收并轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過計(jì)算和重建處理，最終形成高清晰度的圖像。由于不同組織對光和聲的吸收、散射和傳播特性不同，因此可以通過調(diào)節(jié)激光波長和超聲探頭位置來實(shí)現(xiàn)對不同組織類型的成像。
小動物光聲成像系統(tǒng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在腫瘤診斷中可以通過檢測腫瘤區(qū)域的血管密度、血流速度和氧合狀態(tài)等參數(shù)來評估腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移情況，從而指導(dǎo)治療方案的制定；在神經(jīng)科學(xué)研究中可以觀察腦功能區(qū)的代謝活動、血流動力學(xué)和神經(jīng)元活動等信息，揭示大腦的組織結(jié)構(gòu)和功能網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系；在藥物篩選中可以快速評估候選化合物的安全性和有效性，加速新藥開發(fā)進(jìn)程。
小動物光聲成像系統(tǒng)相較于其他成像技術(shù)具有多重優(yōu)勢，包括：
1. 非侵入性：無需注射造影劑或放射性同位素，不會對生物體造成明顯損傷和干擾。
2. 高分辨率：可以實(shí)現(xiàn)亞毫米級別的空間分辨率，可觀察微小的組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞活動。
3. 多模態(tài)：可以同時獲取光學(xué)、聲學(xué)和生物信息，有助于綜合分析生命系統(tǒng)的多重特征。
4. 實(shí)時性：成像速度快，可以在毫秒級別內(nèi)捕捉生物體的瞬時變化和響應(yīng)。
5. 靈敏度高：對生物體的反應(yīng)靈敏度較高，可以檢測到微弱的生理信號和代謝變化。