光声成像在微脉管系统成像及定量分析中的应用

光声成像是近年来发展起来的一种无损医学成像方法，它结合了纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的高穿透深度特性，可以提供高分辨率和高对比度的组织成像。

美国Endra公司研发的小动物光声成像系统具备纳摩尔级的灵敏度以及280um的高分辨率，可探测表皮20mm以下的光声信号。并可用于小动物分子成像的定量分析。同时它结合了近红外探测技术，增强了光的吸收信号，进而增加了图片对比度，使实验结果更清晰，更精确。

微脉管系统成像及定量分析

近红外光在生物组织上有较深的穿透能力;而作为光吸收增强剂的外源染料吲哚菁绿注射到血液系统后则增加了血管对光的选择性吸收,从而增强了血管光声信号的强度.吲哚菁绿(indocyanine  green , ICG) ,又称靛青绿,是FDA认证的光吸收对照增强的红外感光染料.  ICG静脉注入体内后,迅速和血红蛋白结合,随血循环迅速分布于全身血管内.  由于ICG与血红蛋白结合率高,又具有不被肝外组织吸收的特点,因而成为一种高效的血管标记染料,已被广泛应用于血管造影研究及肿瘤检测。

由于ICG的浓度和其光吸收值呈现线性相关，因此由它标记的血红蛋白浓度也可由光吸收值通过换算而得出。图1左图所示的就是同一样品的血红蛋白浓度和光吸收值的比例关系。右图为在一系列近红外光谱激发下的不同样品的血氧饱和度的测定。同时，ICG也可做为对比增强剂，增加图像的对比度，辅助成像。

近期，科研工作者还利用在近红外光谱出有强烈发射光信号的纳米金颗粒做为造影剂，对脑皮层脉管系统进行成像，可以清晰的显现100um的微细血管。

图2所示即为注射纳米造影剂前（左）和注射后（右）的脑部血管成像，可以看出注射后可以清晰的得到脑皮层微血管系统。

此外，通过标记的方法,Endra 还可以做定量分析，下图显示的就是血管中血氧含量的计算以及染料标记的受体含量的定量。