光聲-超聲雙模態成像儀結合了光聲成像與超聲成像的優勢，能夠提供高分辨率、高對比度的結構與功能成像，適用于腫瘤、神經科學、心血管及皮膚科學等多領域研究，尤其在血供評估方面具有顯著優勢。 以下是對該技術的詳細介紹：

一、技術原理與優勢

1.光聲成像原理

基于光聲效應：脈沖激光照射組織時，光吸收體（如血紅蛋白）吸收光能轉化為熱能，產生熱彈性膨脹并激發超聲波信號。超聲探頭接收信號后，通過計算機處理重建圖像，反映組織的光吸收分布。

優勢：

高對比度：不同組織的光吸收差異顯著（如氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白），可清晰顯示血管分布、血氧飽和度等功能信息。

深穿透性：結合超聲成像的穿透能力，可實現數厘米深度的組織成像（如皮膚全層、乳腺等）。

非侵入性：無需注射造影劑或侵入性操作，適合長期動態觀測。

2.超聲成像原理

利用超聲波在組織中的反射與傳播特性，提供高分辨率的結構信息（如器官輪廓、血管走向）。

優勢：

實時性：可實時監測血流動力學變化（如血流速度、方向）。

安全性：無電離輻射，適合孕婦、兒童等敏感人群。

3.雙模態融合優勢

結構與功能互補：超聲提供解剖結構信息，光聲揭示分子活動（如血氧、代謝），實現“地圖+衛星圖”的精準定位。

多參數分析：同步獲取血管形態、血流量、血氧飽和度等參數，全面評估血供質量。

臨床適用性：適用于腫瘤邊界識別、療效監測、慢性病管理（如糖尿病足血管監測）等場景。

二、在皮膚損傷血供評估中的應用

1.燒傷愈合監測

案例：在燒傷小鼠模型中，雙模態成像儀動態顯示損傷區域血管再生過程：

早期（1-3天）：血供減少，局部缺血；

中期（5-7天）：新生血管從損傷邊緣向中心生長，血流量逐漸恢復；

后期：血管網絡成熟，血氧飽和度提升。

意義：揭示促血管生成因子（如VEGF）的作用機制，指導燒傷治療策略優化。

2.糖尿病潰瘍治療評估

案例：糖尿病小鼠足部潰瘍模型中，成像儀顯示：

潰瘍區域：血供顯著低于健康組織，新生血管形態異常（管徑不規則、分支減少）；

治療干預后：應用促血管生成藥物后，血供參數改善，潰瘍愈合速度加快。

意義：驗證治療有效性，篩選抗糖尿病潰瘍藥物。

3.皮膚創傷感染監測

案例：感染金黃色葡萄球菌的小鼠皮膚創傷模型中，成像儀檢測到：

損傷區域：血流量增加（炎癥反應標志），同時超聲成像顯示組織水腫；

結合熒光標記技術：追蹤免疫細胞浸潤動態，指導抗感染治療。

意義：早期識別感染灶，避免病情惡化。

三、典型產品與技術進展

1.商業產品

邁瑞醫療Resona Y·盤古：

國內首款融合超聲與光聲成像的雙模態產品，實現結構功能成像躍遷；

應用場景：腫瘤邊界識別、心血管疾病評估、神經系統研究等。

歡影醫療Sonorover PA系列：

提供高對比度光聲功能成像（如血氧、血管分布）與高分辨超聲結構成像；

應用場景：腫瘤微環境研究、腦科學、皮膚科學等。

2.技術突破

三維乳腺光聲成像系統：

2023年獲FDA批準，可檢測直徑<5mm的微小腫瘤，靈敏度較傳統超聲提升30%；

無輻射、低成本，單次檢查成本降低40%。

光聲引導的組織消融技術：

結合Histotripsy（組織消融技術），實現“診斷-消融-療效評估”全流程覆蓋；

減少對健康組織的損傷，提升治療精準度。

四、未來發展方向

1.微型化與便攜化：

開發手持式光聲設備（如佳能醫療的Aplio iPA），推動床旁即時診斷（POC）普及。

2.多模態融合：

結合MRI、CT等技術，提供更全面的疾病信息（如癌癥分期）。

3.AI賦能：

集成AI算法，自動分析血管狹窄程度、腫瘤邊界等，縮短診斷時間（如飛利浦EPIQ CVx系統診斷時間縮短50%）。

4.深部組織成像優化：

通過非線性效應增強深部組織光聲信號，提升穿透深度（如動脈粥樣硬化斑塊分析）。