小动物活体全身光声断层成像系统

武汉和视光声科技有限公司致⼒于光声计算机断层扫描技术(PAT)的研发及应⽤，公司董事长汪⽴宏教授是美国⼯程院院⼠，世界光声成像领域的开拓者。该公司的PAT已经实现了完整、⾼质量⼩动物全⾝的活体成像。结合纯光学组织成像中⾼选择性和纯超声组织成像中深穿透特性的优点，可得到⾼分辨、⾼对⽐度的深层组织图像。

美国⼯程院院⼠
加州理⼯学院医学⼯程系与电⽓⼯程系特聘教授
国际电⽓电⼦⼯程学会、美国光学⼯程学会会⼠
美国⽣物医学光⼦学杂志主编

武汉和视光声科技有限公司董事⻓
光声领域第⼀本教科书《⽣物医学光⼦学原理及成像》
光声计算机断层成像(PAT)
光声显微镜（PAM）

纳秒脉冲激光被⽣物组织（⽐如：⾎管）吸收后，光能转化为热能，引起吸收部位的热膨胀。由于激光脉冲的持续时间很短，该瞬态热能膨胀被转化为压⼒波，可以被超声探头检测到。多个探测⻆度上的测量信号通过计算机重建，可以对⽣物组织内的结构进⾏成像，这就是光声成像的原理。
由于不同组织对不同波⻓的激光吸收差别很⼤，因此光声成像技术能实现光学组织成像的⾼选择性。同时，近红外激光和超声波在⽣物组织内能传播较⻓的距离（7~10cm），所以光声成像技术⼜具有⾼穿透性。

利⽤光声断层扫描成像技术对⼩⿏脑⾎管成像研究。左图为完整露⻣的⼩⿏脑⾎管成像。右图为⼩⿏⼤脑中⾎红蛋⽩⾎氧饱和度图，其中SV为头⻣⾎管。
通过光声断层扫描成像技术可以对⼩⿏⼤脑在静息和刺激状态下的⾎管形态、⾎氧合、⾎流和氧代谢进⾏成像，实现了活体⾼分辨⾼速成像。

利⽤光声断层扫描成像技术对⽯蜡包埋的⼩⿏⼤脑组织样本进⾏成像。图中展⽰了在不进⾏组织染⾊的的情况下，该技术可以通过对DNA/RNA，⾎红蛋⽩和脂质的⽆标记同时传感实现对整个器官的⾼保真度的微⽶分辨率图像。
光声断层扫描成像技术可以提供细胞核、⾎管、轴突和其他解剖结构的组织学样成像，其具备在细胞器⽔平分析整个器官的能⼒。深层组织成像能⼒可以减少切⽚，排除掉切⽚伪影对成像质量的影响，因此是⼀种更好分析复杂⽣物器官的新⽅法。

利⽤光声断层扫描成像技术结合光致变⾊蛋⽩对⼩⿏肝脏肿瘤进⾏成像，在⼩⿏体内实现125um的空间分辨率和530个细胞的灵敏度。
通过设计不同的光致变⾊蛋⽩作为探针，可以实现⽆创监测深层组织细胞亚群的单通路，并可以对整个器官中的多个通路进⾏分析。是⼀种⾼分辨的⽆损深层检测⼿段，此外，通过功能蛋⽩的相互左右可以研究各种⽣物过程，例如伤⼝愈合，宿主病原体的相互作⽤以及器官发育等。

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