光声内窥镜系统在人体直肠癌离体组织中的实验研究

研制了基于4阵列传感器的光声内窥镜探头,并基于此搭建了光声内窥镜成像系统,开展了仿体实验成像研究,通过内窥镜探头4个阵元位置激光吸收强度的变化情况来分析仿体中吸收体的位置,论证了其定位能力,利用光声内窥镜系统对人体离体的正常组织、直肠癌早期组织进行成像研究;通过对不同阵元位置的光吸收强度分布进行统计分析,证明了光声内窥镜对早期直肠癌组织和正常组织的辨别能力,此项技术有望提高直肠癌早期诊断的准确率,具有潜在的临床应用前景。

基于光蚀刻的内窥光声用PVDF环阵换能器

目的：目前光声内窥成像中所用的换能器多属于压电陶瓷定焦换能器,这种换能器制作成本昂贵,且景深有限。基于聚偏氟乙烯（PVDF）压电膜制作的环阵换能器可以降低制作成本并通过动态聚焦实现更深的景深。方法：为了提高换能器的灵敏度,本文首次提出基于铝电极PVDF薄膜的光蚀刻方法,将其应用于PVDF环阵超声换能器的制作中。结果：相对于传统的基于PCB板的制作方法,光蚀刻法制作的换能器具有更高灵敏度。该换能器包含3个等宽圆环,总尺寸为5.5 mm。声场测试得其纵向分辨率约为0.5 mm,横向分辨率约为0.5 mm,且在15~45 mm范围内都能很好的聚焦。模拟光声内窥仿体实验验证了其在光声内窥成像中的应用潜力。结论：展示了一种基于覆铝PVDF压电膜制作环阵换能器的新方法。该方法制作的换能器在人体大型器官或腔体（如胃肠道和子宫颈）的光声内窥成像中具有良好的应用前景。

活体小动物脓毒症肠道模型的光声内窥成像研究

微循环功能是反映危重病人器官生理状态的关键指标,为确定后续治疗手段提供了重要依据。传统上采用显微镜等手段观察体表微循环状态,但仅能获得组织毛细血管的空间形态,获取的功能性信息有限,难以满足临床需求。针对肠道内微循环监测需求构建了小型化光纤光声内窥镜,将成像探头伸入活体小动物直肠内以旋转扫描的方式进行内窥成像。在扫描过程中通过逐点探测由激光脉冲在生物体内激发出的超声波,能够获得消化道内壁血管空间分布;基于动静脉血在光学吸收谱上的差异,采用双波长激发获得了血氧饱和度的空间分布。基于数小时的连续监测,发现小动物患脓毒症后直肠内壁血管结构与血氧饱和度均发生明显变化。实验结果表明,该技术能够以无创方式表征典型微循环疾病模型的功能性变化,为微循环的无创监测提供了一种新的技术途径。