高分辨小動(dòng)物腦部光聲超聲多模態(tài)成像平臺(tái)結(jié)合了光聲成像與超聲成像技術(shù)，能夠同時(shí)獲取小動(dòng)物腦部的結(jié)構(gòu)、功能及代謝信息，為神經(jīng)科學(xué)研究提供了一種高分辨率、高靈敏度的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)手段。以下是對(duì)該平臺(tái)的詳細(xì)介紹：

一、技術(shù)原理

1.光聲成像：基于光聲效應(yīng)，當(dāng)脈沖激光照射生物組織時(shí)，組織中的生色基團(tuán)（如內(nèi)源的血紅蛋白、黑色素，或外源的染料、納米粒子等）吸收光能并轉(zhuǎn)化為熱能，引發(fā)局部熱彈性膨脹，產(chǎn)生超聲波。超聲探頭接收這些超聲波信號(hào)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)處理后可實(shí)現(xiàn)超聲和光聲圖像的共定位，從而得到光聲圖像。光聲成像能夠提供組織的功能信息，如血氧飽和度、血紅蛋白含量測(cè)定和光譜分析等。

2.超聲成像：超聲探頭將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，通過(guò)介質(zhì)（如涂抹在小動(dòng)物皮膚表面的耦合劑）將超聲波傳遞到小動(dòng)物體內(nèi)。超聲波在遇到兩種不同密度介質(zhì)的交界面時(shí)發(fā)生反射，反射回的超聲波成為回聲，回聲由超聲探頭接收后，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)化形成最后的超聲圖像。超聲成像能夠提供組織的結(jié)構(gòu)信息，如腦部血管形態(tài)、腦組織結(jié)構(gòu)等。

二、核心優(yōu)勢(shì)

1.高分辨率與高靈敏度：兼具光學(xué)成像的高靈敏性與超聲成像的高分辨率，能夠提供生物組織的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和功能信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)微小病變和生理變化的精確檢測(cè)。例如，某些平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)最高30μm的超聲實(shí)時(shí)成像和45μm的光聲實(shí)時(shí)成像。

2.非侵入性和實(shí)時(shí)成像：采用非入侵式和非電離式的成像方式，對(duì)小動(dòng)物進(jìn)行實(shí)時(shí)成像，可在不損傷動(dòng)物的前提下，動(dòng)態(tài)觀察生物體內(nèi)的生理和病理過(guò)程，為長(zhǎng)期研究提供了可能。

3.多模態(tài)信息融合：將光聲成像和超聲成像相結(jié)合，同時(shí)獲取組織的功能、代謝和結(jié)構(gòu)信息，通過(guò)圖像融合技術(shù)，更全面地了解生物體內(nèi)的情況，提高診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。

4.寬波段檢測(cè)：涵蓋從近紅外一區(qū)到近紅外二區(qū)檢測(cè)波長(zhǎng)，波長(zhǎng)范圍為680-970nm和1200-2000nm，更靈敏地獲取圖像。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

1.神經(jīng)科學(xué)研究：有助于對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行功能性評(píng)價(jià)，例如研究腦部血氧飽和度、總血紅蛋白檢測(cè)等，為神經(jīng)退行性疾病、腦損傷等研究提供技術(shù)支持。例如，利用光聲成像技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腦部血氧飽和度的變化，為腦卒中、腦膠質(zhì)瘤等神經(jīng)疾病的研究提供重要信息。

2.腦血管研究：可用于研究腦部血管形態(tài)、血流動(dòng)力學(xué)變化等，為腦血管疾病的發(fā)病機(jī)制研究和治療方案評(píng)估提供依據(jù)。例如，通過(guò)超聲成像技術(shù)可以清晰觀察腦部血管的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，結(jié)合光聲成像技術(shù)可以進(jìn)一步了解血管內(nèi)的血流情況和血氧飽和度。

3.藥物研發(fā)與評(píng)估：在藥物代謝研究中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)標(biāo)記藥物在動(dòng)物體內(nèi)的動(dòng)態(tài)分布情況，了解該藥物的靶向、代謝信息，并可評(píng)估治療效果。例如，利用光聲成像技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)納米粒子藥物在體內(nèi)的遞送情況，為藥物研發(fā)和評(píng)估提供重要依據(jù)。

四、典型系統(tǒng)介紹

以Vevo? LAZR-X多模態(tài)小動(dòng)物超聲/光聲成像一體機(jī)為例：

1.系統(tǒng)特點(diǎn)：該系統(tǒng)融合了超高頻率小動(dòng)物超聲和近紅外一區(qū)、二區(qū)光聲模式，能夠同時(shí)采集超聲和光聲影像，實(shí)現(xiàn)光聲信號(hào)與超聲影像的共定位。系統(tǒng)具備多種成像模式，包括B模成像、M模成像、脈沖多普勒成像、彩色多普勒成像、能量多普勒成像、組織多普勒成像、4D成像等，滿足科研領(lǐng)域?qū)π?dòng)物腦部成像的多樣化需求。

2.應(yīng)用案例：在神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域，該系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于腦卒中、腦膠質(zhì)瘤、神經(jīng)退行性疾病等研究。例如，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腦部血氧飽和度的變化，研究人員可以深入了解腦卒中發(fā)病過(guò)程中腦組織的缺氧情況，為治療方案的制定提供重要依據(jù)。

3.技術(shù)參數(shù)：系統(tǒng)配備高頻超聲探頭（如MX250、MX550D等），支持多種頻率選擇，滿足不同研究需求。同時(shí)，系統(tǒng)還具備生理信息檢測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)采集體溫、心率等參數(shù)，并在主機(jī)上實(shí)時(shí)顯示，為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供保障。