眼视光实验研究基础

光声成像技术(上)《眼视光实验研究基础》光声成像PhotoacouticImaging(PAI)Part01

一、光声效应及其成像原理高分辨光学成像中的主要挑战：光子散射限制了成像的穿透深度（<1mm）。（共聚焦/双光子/OCT）如何打破“软极限（～1mm）”？现有的临床医学成像技术：超声成像X光CTMRIPET红外热成像电子内镜

光声效应“电话之父”贝尔Lightin1880年6月在华盛顿特区约213m处通过光传输了第一条语音电话消息。由贝尔和塔因特设计的光电电话被认为是无线电话或光通信设备的第一种实现方式。

光声成像发展简史1880s，A.G.Bell发现正弦调制的太阳光能够激发产生声波；1960s，激光器问世；1970s，借助激光器光声效应被用于分析气体及固体成分（仅限于工业应用）；1990s，光声效应被第一次应用于离体组织生物成像；2000s，实现在体光声成像；在此之后，光声成像逐渐发展为光声功能成像及分子成像技术。

光声成像基本原理光对组织的选择性激发，以超声波作为信息载体，不受光学散射影响；具有光学成像的高对比度特性和超声成像的深穿透特性。Thermoelasticeffect光声高分辨多维度成像：

光声成像系统的构成YangF,ChenZ,XingD.IEEETMI,2019,39(6):1791-1800.光声信号激发光声信号探测及采集光声信号处理及图像重建

光声成像与传统生物医学影像技术相比具有如下特点：①光声成像不仅可以反映组织结构特征，也能够实现功能成像；②光声成像结合了光学成像和声学成像的优点。一方面，比纯光学成像穿透更深，另一方面，拥有更高的分辨率，其图像分辨率可达到亚微米至微米量级，可实现高分辨率的分子成像；③光声成像是一种非侵入式、非电离的无损成像技术；④光声成像易于与传统光学成像、超声成像进行结合，能够实现一体化的光/声多模态多参量成像技术与系统。光声断层成像光声显微成像光声内窥成像光声粘弹性成像全光学光声成像光声断层成像Part02

二、光声断层成像WangLV,HuS.science,2012,335(6075):1458-1462.

二、光声断层成像LiL,ZhuL,MaC,etal.Naturebiomedicalengineering,2017,1(5):1-11.光声断层成像技术可以成像小鼠的各部分组织，包括大脑、躯干等，可以用于病变组织的早期诊断。

二、光声断层成像光声脑功能成像NaS,RussinJJ,LinL,etal.NatureBiomedicalEngineering,2021:1-9.

二、光声断层成像NaS,RussinJJ,LinL,etal.NatureBiomedicalEngineering,2021:1-9.光声成像可以实现对人体脑组织的高分辨率成像。光声显微成像Part03

三、光声显微成像ZhangHF,MaslovK,StoicaG,etal.Naturebiotechnology,2006,24(7):848-851;HuS,MaslovK,WangLV.Opticsletters,2011,36(7):1134-1136;WangLV,HuS.science,2012,335(6075):1458-1462

三、光声显微成像YaoJ,WangLV.Laser&photonicsreviews,2013,7(5):758-778.光声显微成像可以获取组织微结构及功能信息，包括微血管，血氧饱和度，色素以及蛋白分子。光声内窥成像Part04

四、光声内窥成像YangJM,FavazzaC,ChenR,etal.Naturemedicine,2012,18(8):1297-1302;XiongK,WangW,GuoT,etal.OpticsLetters,2019,44(11):2681-2684.光声消化道内窥镜用于消化道病变的成像与检测。

四、光声内窥成像OpticsExpress,27(9),12832-12840(2