高分辨小動物腦部光聲超聲多模態成像平臺結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構、功能及代謝信息，為神經科學研究提供了一種高分辨率、高靈敏度的動態監測手段。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）吸收光能并轉化為熱能，引發局部熱彈性膨脹，產生超聲波。超聲探頭接收這些超聲波信號，經過檢測處理后可實現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：超聲探頭將電能轉換為超聲波，通過介質（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。超聲波在遇到兩種不同密度介質的交界面時發生反射，反射回的超聲波成為回聲，回聲由超聲探頭接收后，經數模轉化形成最后的超聲圖像。超聲成像能夠提供組織的結構信息，如腦部血管形態、腦組織結構等。

二、核心優勢

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構和功能信息，實現對微小病變和生理變化的精確檢測。例如，某些平臺可實現最高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，動態觀察生物體內的生理和病理過程，為長期研究提供了可能。

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

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

三、應用場景

1.神經科學研究：有助于對神經系統進行功能性評價，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測腦部血氧飽和度的變化，為腦卒中、腦膠質瘤等神經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、血流動力學變化等，為腦血管疾病的發病機制研究和治療方案評估提供依據。例如，通過超聲成像技術可以清晰觀察腦部血管的結構和形態，結合光聲成像技術可以進一步了解血管內的血流情況和血氧飽和度。

3.藥物研發與評估：在藥物代謝研究中，實時監測標記藥物在動物體內的動態分布情況，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測納米粒子藥物在體內的遞送情況，為藥物研發和評估提供重要依據。

四、典型系統介紹

以Vevo? LAZR-X多模態小動物超聲/光聲成像一體機為例：

1.系統特點：該系統融合了超高頻率小動物超聲和近紅外一區、二區光聲模式，能夠同時采集超聲和光聲影像，實現光聲信號與超聲影像的共定位。系統具備多種成像模式，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，滿足科研領域對小動物腦部成像的多樣化需求。

2.應用案例：在神經科學研究領域，該系統已被廣泛應用于腦卒中、腦膠質瘤、神經退行性疾病等研究。例如，通過實時監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。

3.技術參數：系統配備高頻超聲探頭（如MX250、MX550D等），支持多種頻率選擇，滿足不同研究需求。同時，系統還具備生理信息檢測系統，可實時采集體溫、心率等參數，并在主機上實時顯示，為實驗數據的準確性提供保障。