光声成像

光声成像的原理生物通

虽然我们已经接受了X射线成像所获得的灰色照片，但这只是我们机体内部“照片”

的一个稀疏替代品。然而由于光子只能穿透约为一毫米的软体组织，之后就会散射出去，无法解析其途径，获得图形，因此我们只能接受这样的图片。生物通

但是散射并没有破坏光子，这些基本粒子能直达7厘米的深处（大约3英寸）。光声

成像的方法就在于将深处的吸收光转变成了声波，后者比光散射情况低一千倍。这可

以通过某光波长纳秒脉冲激光照射成像组织来实现。生物通

也就是说，当宽束短脉冲激光辐照生物组织时，位于组织体内的吸收体 (如肿瘤 )吸收脉冲光能量，导致升温膨胀，产生超声波。这时位于组织体表面的超声探测器件可以

接收到这些外传的超声波，并依据探测到的光声信号来重建组织内光能量吸收分布的

图像。生物通

由此可见光声成像技术检测的是超声信号，反映的是光能量吸收的差异，所以这一技

术能很好地结合光学和超声这两种成像技术各自的优点。而且由于探测的是超声信号，所以这一技术能克服了纯光学成像技术在成像深度与分辨率上不可兼得的不足。而且

由于光声技术的图像差异来源于组织体光学吸收的不同，这就能够有效地补充纯超声

成像技术在对比度和功能性方面的缺陷。生物通

除此之外，光不同于X射线，不会产生任何健康威胁，而且光声成像也比X射线成像

对比度更高，还能由“内源性”造影剂，获得彩色分子图像，这包括血红蛋白——随

着获得和失去氧气，而改变颜色，还有黑色素，以及DNA——处于细胞核中的DNA

比细胞质中的DNA更“暗”。生物通

通过“外源性（引入）”造影剂的帮助，比如有机染料，或者能表达彩色分子的基因，光声成像也能对组织成像，比如淋巴结，这一结构易于周围环境混淆。汪教授还利用

报告基因编码了彩色物质进行实验，这获得了良好的结果。生物通

总体来说，光声成像这种基于生物组织内部光学吸收差异、以超声作媒介的无损生物光子成像方法，结合了纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的高穿透深度特性的优点，以超声探测器探测光声波代替光学成像中的光子检测，从原理上避开了光学散射的影响，可以提供高对比度和高分辨率的组织影像，为研究生物组织的结构形态、生理特征、代谢功能、病理特征等提供了重要手段，在生物医学临床诊断以及在体组织结构和功能成像领域具有广泛的应用前景。