多光谱光声层析技术在肿瘤学中的应用进展

多光谱光声层析技术是一种新兴的光声成像技术,兼具光声断层扫描和多光谱成像的优点。该成像技术需要利用内源性和外源性光声成像对比剂进行成像。成像时,激光发射器发射多个波长的激光束照射组织,组织发生热弹性膨胀并产生超声波,将超声换能器接收的光声信号进行后处理,分解光谱信息并重建图像。目前,多光谱光声层析技术已广泛用于多种肿瘤的研究。文章着重介绍光声成像对比剂和多光谱光声层析技术的发展近况以及在临床转化中取得的研究进展。

多波长光声信号的时域与频域比较

为了分析在不同激发波长下不同组织/目标光声信号的时域与频域特点和差异,根据光声信号产生的基本原理,采用光声信号时域和频域分析方法,设计了石墨仿体和离体组织等不同样品的多光谱光声实验。结果表明,样品的光声信号在时域与频域所展示的性能有很大的不同,不同样品的光声信号的声谱是不同的,且在不同激发波长下的声谱的峰值所对应的频率均相同,因而可以用于组织特性的描述、组分识别等用途。此研究有助于利用光声成像实现组织识别,并为进一步利用频谱分析方法研究多光谱光声成像奠定了基础。

光声成像在光动力疗法研究中的应用

组织氧合作用和光敏剂应用在疾病诊治中都有着重要的作用,因此其实时在体无损检测很有意义。光动力疗法涉及光敏剂、光和氧分子三大要素,其疗效受组织氧合作用影响。本文对光声成像(PAI)、光声寿命成像(PALI)和多光谱光声层析成像(MSOT)等光声成像技术在光动力疗法的研究和应用中的使用现状进行了综述。对相关设备系统在检测光敏剂、组织氧分压和微血管损伤等方面的应用原理和技术分别进行了介绍,并总结了这些技术的应用前景。

窄等离子体吸收谱线宽度的纳米金锥用于光声成像

无损光声成像技术结合了纯光学成像高选择特性和纯超声成像中深穿透特性的优点,克服了光散射限制,实现了对活体深层组织的高分辨、高对比度成像。该成像技术对内源物质例如脱氧血红蛋白、含氧血红蛋白、黑色素、脂质等进行成像,提供了活体生物组织结构和功能信息,已经在生物医学领域表现出巨大的应用前景。然而,很多与病理过程相关的特征分子的光吸收能力较弱,在活体环境中难以被光声成像系统所识别,从而限制了光声成像技术的应用范围。基于功能纳米探针的光声成像-光声分子成像极大拓展光声成像的应用范围,可以在活体层面对病理过程进行分子水平的定性和定量研究,将为实现目标疾病的早期诊断提供强大的技术支持。本文发展在近红外具有窄吸收线宽(半高宽仅为60 nm)的纳米金锥作为新型的光声探针。通过选择不同径长比的纳米金锥,可以任意调节纳米金锥的吸收峰。通过调谐激光器的波长,可实现对不同吸收峰纳米金锥的选择性激发。纳米金锥将有可能用于多光谱光声成像,实现对不同靶标的目标分子探测。

醌氧化还原酶响应型光声探针的合成及其对乳腺癌的成像

醌氧化还原酶(NQO1)是生物体内的一种双电子还原反应的专性催化还原酶.在一些疾病如乳腺癌中NQO1过度表达,因此NQO1可作为生物标志物以观察乳腺癌肿瘤的产生和发展.目前已有一些文献报导用于NQO1检测和荧光成像的荧光探针,但大部分这些探针具有吸收波长较短、背景干扰较强、组织穿透深度较低等不足.为克服荧光探针成像的上述缺陷,我们构建出一种具有推拉电子结构的可对NQO1响应的新型近红外光声探针TPA-X-Q.实验结果表明,该探针可在生物体内和体外对NQO1进行专一性的增强型光声检测和成像,并可提供高分辨率的实时光声信号图像.此外,这种新型的光声探针能够成功应用于乳腺癌小鼠模型,对乳腺癌肿瘤中过量表达的NQO1进行灵敏准确的光声检测与成像,借助多光谱光声断层扫描技术(MSOT)的三维光声图像重建功能,可实现肿瘤病灶区域的定位.

皮肤影像技术辅助确定基底细胞癌手术切缘的应用进展

莫氏显微外科手术(MMS)能实现术中肿瘤边界完整的组织学检查,尽可能多地保留正常组织,降低复发率,是基底细胞癌(BCC)的一线治疗方案。皮肤影像技术可用于术前描绘BCC肿瘤边缘,实现术前应用无创技术进行手术切缘的标记,提高MMS的一次成功率,减少多期MMS手术成本,并降低复发率。本文综述皮肤影像技术辅助确定BCC手术切缘的应用进展。