醫學光聲成像

醫用光聲成像是一種基於光聲效應建立的混合模式生物 / 醫學成像方法 。 一般來說 ， 在光聲成像中需要用脈衝激光照射成像部位 （ 熱聲成像則特指用無線電頻率的脈衝激光進行照射 ） 。 一部分被吸收的光能將會被轉化爲熱能 ， 使附近的組織發生熱彈性膨脹 ， 從而形成寬帶 （ 兆赫茲級 ） 的超聲波發射 。 這一超聲波可以用超聲換能器檢測 ， 而後者正是一般超聲造影中所用的主要探測器 。 但不同於超聲造影的是 ， 光聲成像利用了體內不同組分吸收性質的不同 。 譬如血紅蛋白濃度的大小 ， 組織血氧飽和度的高低 ， 均會影響組織的光吸收能力 ， 從而改變超聲信號的強度 。 換言之 ， 檢測器探測到的 （ 二維或三維 ） 超聲強度空間分佈 ， 實際上反映了成像對象內 （ 與光吸收相關的 ） 病理學信息 。 上述原理如圖1所示 。 生物組織的光學吸收既可能產生於內源性分子如黑色素等 ， 也可能產生於外源性引入的各種造影劑 。 圖2展示了一種典型內源性光吸收分子 — — 血紅蛋白的兩種形態 （ 氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白 ） 在可見和近紅外波段的吸收光譜 。 由於血紅蛋白的吸光度一般比周圍其他物質高得多 ， 因此其也就成爲了血管光聲成像一類有力的造影劑 。 近期的研究已發現 ， 光聲成像可用於活體內腫瘤血管新生的檢測 、 血氧飽和度掃描 、 大腦功能成像以及皮膚黑色素瘤探測等諸多生命和醫學領域 。