光聲-超聲多模態(tài)小鼠活體成像研究系統(tǒng)是一種結(jié)合光聲成像與超聲成像優(yōu)勢(shì)的優(yōu)良生物醫(yī)學(xué)研究工具，其通過(guò)光聲模塊與超聲模塊的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了功能與結(jié)構(gòu)信息的同步獲取，為腫瘤學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心血管疾病等領(lǐng)域的研究提供了高靈敏度、高分辨率、非侵入性的活體成像解決方案。

一、系統(tǒng)組成與成像原理

1.光聲模塊：

配置脈沖可調(diào)式激光器，支持近紅外一區(qū)（680-970nm）和近紅外二區(qū)（1200-2000nm）的光聲成像。

利用脈沖激光照射生物組織，組織的生色基團(tuán)（內(nèi)源或外源）吸收特定波長(zhǎng)的能量，轉(zhuǎn)化為熱能，使附近組織發(fā)生熱彈性膨脹，從而發(fā)射超聲波。

超聲探頭接收這些超聲波信號(hào)，并通過(guò)檢測(cè)處理，形成光聲圖像。

2.超聲模塊：

配備高頻超聲探頭，如MX250（14-28MHz）、MX550D（26-52MHz）等，可滿足大鼠、小鼠等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的成像需求。

超聲探頭將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，通過(guò)耦合劑傳遞到小動(dòng)物體內(nèi)。超聲波在遇到不同密度介質(zhì)的交界面時(shí)發(fā)生反射，反射回的超聲波被探頭接收后，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)化形成超聲圖像。

二、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

1.高靈敏度與高分辨率：

光聲-超聲多模態(tài)小鼠活體成像研究系統(tǒng)光聲成像兼具光學(xué)成像的高對(duì)比度和超聲成像的高分辨率，可實(shí)現(xiàn)深層組織的高靈敏度成像。

超聲模塊提供高分辨率的超聲圖像，清晰顯示組織結(jié)構(gòu)信息。

2.功能與結(jié)構(gòu)信息同步獲取：

光聲模塊與超聲模塊協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)光聲信號(hào)與超聲影像的共定位，同步獲取功能與結(jié)構(gòu)信息。

例如，在腫瘤研究中，可同時(shí)觀察腫瘤血管生成（功能信息）和腫瘤邊界（結(jié)構(gòu)信息）。

3.非侵入性與實(shí)時(shí)性：

系統(tǒng)采用非侵入式成像方式，無(wú)需手術(shù)或電離輻射，可動(dòng)態(tài)觀察生理/病理過(guò)程。

支持實(shí)時(shí)成像，適用于長(zhǎng)期研究或需要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

1.腫瘤研究：

監(jiān)測(cè)腫瘤血管生成、血氧飽和度變化，評(píng)估抗血管生成藥物療效。

利用外源性造影劑（如金納米棒）追蹤納米粒子在腫瘤組織的分布，優(yōu)化藥物載體設(shè)計(jì)。

觀察腫瘤新生血管分布特征，為個(gè)性化治療方案提供依據(jù)。

2.心血管疾病研究：

評(píng)估心臟功能（如射血分?jǐn)?shù)、血流速度），監(jiān)測(cè)心肌梗死后心臟功能恢復(fù)情況。

觀察血管形態(tài)變化，評(píng)估動(dòng)脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性。

追蹤血管新生過(guò)程，評(píng)估促血管生成藥物效果。

3.神經(jīng)科學(xué)研究：

無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)腦功能活動(dòng)（如癲癇發(fā)作時(shí)的血流變化）。

觀察腦卒中發(fā)生時(shí)腦部細(xì)微變化，評(píng)估腦保護(hù)策略效果。

識(shí)別腦膠質(zhì)瘤等神經(jīng)腫瘤，評(píng)估治療效果。

4.藥物代謝研究：

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)標(biāo)記藥物在動(dòng)物體內(nèi)的分布情況，了解靶向性與代謝信息。

通過(guò)光聲成像分析藥物對(duì)腫瘤血氧飽和度的影響，評(píng)估抗腫瘤效果。

四、典型系統(tǒng)案例

1.Vevo LAZR-X系統(tǒng)：

配備MX250和MX550D超聲探頭，支持近紅外一區(qū)和近紅外二區(qū)光聲成像。

提供多種超聲成像模式（如B-Mode、M-Mode、彩色多普勒模式等），滿足不同研究需求。

在腫瘤血氧監(jiān)測(cè)、心血管功能評(píng)估等研究中得到廣泛應(yīng)用。

2.廣州光影細(xì)胞科技有限公司的高分辨光聲多模態(tài)小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)：

基于聲光共焦探測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)橫向分辨率3μm、軸向分辨率75μm的高分辨成像。

支持30MHz高頻超聲探頭掃描，穿透深度達(dá)6mm，可清晰呈現(xiàn)小鼠全腦微血管網(wǎng)、深部滋養(yǎng)血管等結(jié)構(gòu)。

提供多器官聯(lián)檢平臺(tái)，支持肝-腎-腦代謝同步監(jiān)測(cè)等功能。

3.ANI光聲超聲雙模態(tài)顯微成像系統(tǒng)：

集成532nm和1064nm激光光源，支持無(wú)標(biāo)記血管成像和近紅外二區(qū)造影劑成像。

通過(guò)一次成像同時(shí)獲得光聲和超聲模態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定成像。

適用于小鼠大腦活體成像、腫瘤新生血管監(jiān)測(cè)等研究場(chǎng)景。