高分辨小動物腦部光聲超聲多模態(tài)成像平臺結(jié)合了光聲成像與超聲成像技術，能夠同時獲取小動物腦部的結(jié)構、功能及代謝信息，為神經(jīng)科學研究提供了一種高分辨率、高靈敏度的動態(tài)監(jiān)測手段。以下是對該平臺的詳細介紹：

一、技術原理

1.光聲成像：基于光聲效應，當脈沖激光照射生物組織時，組織中的生色基團（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，經(jīng)過檢測處理后可實現(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，通過介質(zhì)（如涂抹在小動物皮膚表面的耦合劑）將超聲波傳遞到小動物體內(nèi)。超聲波在遇到兩種不同密度介質(zhì)的交界面時發(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)構信息，如腦部血管形態(tài)、腦組織結(jié)構等。

二、核心優(yōu)勢

1.高分辨率與高靈敏度：兼具光學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結(jié)構和功能信息，實現(xiàn)對微小病變和生理變化的精確檢測。例如，某些平臺可實現(xiàn)最高30μm的超聲實時成像和45μm的光聲實時成像。

2.非侵入性和實時成像：采用非入侵式和非電離式的成像方式，對小動物進行實時成像，可在不損傷動物的前提下，動態(tài)觀察生物體內(nèi)的生理和病理過程，為長期研究提供了可能。

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

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

三、應用場景

1.神經(jīng)科學研究：有助于對神經(jīng)系統(tǒng)進行功能性評價，例如研究腦部血氧飽和度、總血紅蛋白檢測等，為神經(jīng)退行性疾病、腦損傷等研究提供技術支持。例如，利用光聲成像技術可以實時監(jiān)測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)、血流動力學變化等，為腦血管疾病的發(fā)病機制研究和治療方案評估提供依據(jù)。例如，通過超聲成像技術可以清晰觀察腦部血管的結(jié)構和形態(tài)，結(jié)合光聲成像技術可以進一步了解血管內(nèi)的血流情況和血氧飽和度。

3.藥物研發(fā)與評估：在藥物代謝研究中，實時監(jiān)測標記藥物在動物體內(nèi)的動態(tài)分布情況，了解該藥物的靶向、代謝信息，并可評估治療效果。例如，利用光聲成像技術可以實時監(jiān)測納米粒子藥物在體內(nèi)的遞送情況，為藥物研發(fā)和評估提供重要依據(jù)。

四、典型系統(tǒng)介紹

以Vevo? LAZR-X多模態(tài)小動物超聲/光聲成像一體機為例：

1.系統(tǒng)特點：該系統(tǒng)融合了超高頻率小動物超聲和近紅外一區(qū)、二區(qū)光聲模式，能夠同時采集超聲和光聲影像，實現(xiàn)光聲信號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，滿足科研領域?qū)π游锬X部成像的多樣化需求。

2.應用案例：在神經(jīng)科學研究領域，該系統(tǒng)已被廣泛應用于腦卒中、腦膠質(zhì)瘤、神經(jīng)退行性疾病等研究。例如，通過實時監(jiān)測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，系統(tǒng)還具備生理信息檢測系統(tǒng)，可實時采集體溫、心率等參數(shù)，并在主機上實時顯示，為實驗數(shù)據(jù)的準確性提供保障。