光聲成像在微脈管系統成像及定量分析中的應用

光聲成像是近年來發展起來的一種無損醫學成像方法，它結合了純光學成像的高對比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性，可以提供高分辨率和高對比度的組織成像。

美國Endra公司研發的小動物光聲成像系統具備納摩爾級的靈敏度以及280um的高分辨率，可探測表皮20mm以下的光聲信號。并可用于小動物分子成像的定量分析。同時它結合了近紅外探測技術，增強了光的吸收信號，進而增加了圖片對比度，使實驗結果更清晰，更精確。

微脈管系統成像及定量分析

近紅外光在生物組織上有較深的穿透能力;而作為光吸收增強劑的外源染料吲哚菁綠注射到血液系統后則增加了血管對光的選擇性吸收,從而增強了血管光聲信號的強度.吲哚菁綠(indocyanine  green , ICG) ,又稱靛青綠,是FDA認證的光吸收對照增強的紅外感光染料.  ICG靜脈注入體內后,迅速和血紅蛋白結合,隨血循環迅速分布于全身血管內.  由于ICG與血紅蛋白結合率高,又具有不被肝外組織吸收的特點,因而成為一種高效的血管標記染料,已被廣泛應用于血管造影研究及腫瘤檢測。

由于ICG的濃度和其光吸收值呈現線性相關，因此由它標記的血紅蛋白濃度也可由光吸收值通過換算而得出。圖1左圖所示的就是同一樣品的血紅蛋白濃度和光吸收值的比例關系。右圖為在一系列近紅外光譜激發下的不同樣品的血氧飽和度的測定。同時，ICG也可做為對比增強劑，增加圖像的對比度，輔助成像。

近期，科研工作者還利用在近紅外光譜出有強烈發射光信號的納米金顆粒做為造影劑，對腦皮層脈管系統進行成像，可以清晰的顯現100um的微細血管。

圖2所示即為注射納米造影劑前（左）和注射后（右）的腦部血管成像，可以看出注射后可以清晰的得到腦皮層微血管系統。

此外，通過標記的方法,Endra 還可以做定量分析，下圖顯示的就是血管中血氧含量的計算以及染料標記的受體含量的定量。