高分辨小动物脑部光声超声多模态成像平台结合了光声成像与超声成像技术，能够同时获取小动物脑部的结构、功能及代谢信息，为神经科学研究提供了一种高分辨率、高灵敏度的动态监测手段。以下是对该平台的详细介绍：

一、技术原理

1.光声成像：基于光声效应，当脉冲激光照射生物组织时，组织中的生色基团（如内源的血红蛋白、黑色素，或外源的染料、纳米粒子等）吸收光能并转化为热能，引发局部热弹性膨胀，产生超声波。超声探头接收这些超声波信号，经过检测处理后可实现超声和光声图像的共定位，从而得到光声图像。光声成像能够提供组织的功能信息，如血氧饱和度、血红蛋白含量测定和光谱分析等。

2.超声成像：超声探头将电能转换为超声波，通过介质（如涂抹在小动物皮肤表面的耦合剂）将超声波传递到小动物体内。超声波在遇到两种不同密度介质的交界面时发生反射，反射回的超声波成为回声，回声由超声探头接收后，经数模转化形成最后的超声图像。超声成像能够提供组织的结构信息，如脑部血管形态、脑组织结构等。

二、核心优势

1.高分辨率与高灵敏度：兼具光学成像的高灵敏性与超声成像的高分辨率，能够提供生物组织的详细结构和功能信息，实现对微小病变和生理变化的精确检测。例如，某些平台可实现最高30μm的超声实时成像和45μm的光声实时成像。

2.非侵入性和实时成像：采用非入侵式和非电离式的成像方式，对小动物进行实时成像，可在不损伤动物的前提下，动态观察生物体内的生理和病理过程，为长期研究提供了可能。

3.多模态信息融合：将光声成像和超声成像相结合，同时获取组织的功能、代谢和结构信息，通过图像融合技术，更全面地了解生物体内的情况，提高诊断的准确性和可靠性。

4.宽波段检测：涵盖从近红外一区到近红外二区检测波长，波长范围为680-970nm和1200-2000nm，更灵敏地获取图像。

三、应用场景

1.神经科学研究：有助于对神经系统进行功能性评价，例如研究脑部血氧饱和度、总血红蛋白检测等，为神经退行性疾病、脑损伤等研究提供技术支持。例如，利用光声成像技术可以实时监测脑部血氧饱和度的变化，为脑卒中、脑胶质瘤等神经疾病的研究提供重要信息。

2.脑血管研究：可用于研究脑部血管形态、血流动力学变化等，为脑血管疾病的发病机制研究和治疗方案评估提供依据。例如，通过超声成像技术可以清晰观察脑部血管的结构和形态，结合光声成像技术可以进一步了解血管内的血流情况和血氧饱和度。

3.药物研发与评估：在药物代谢研究中，实时监测标记药物在动物体内的动态分布情况，了解该药物的靶向、代谢信息，并可评估治疗效果。例如，利用光声成像技术可以实时监测纳米粒子药物在体内的递送情况，为药物研发和评估提供重要依据。

四、典型系统介绍

以Vevo® LAZR-X多模态小动物超声/光声成像一体机为例：

1.系统特点：该系统融合了超高频率小动物超声和近红外一区、二区光声模式，能够同时采集超声和光声影像，实现光声信号与超声影像的共定位。系统具备多种成像模式，包括B模成像、M模成像、脉冲多普勒成像、彩色多普勒成像、能量多普勒成像、组织多普勒成像、4D成像等，满足科研领域对小动物脑部成像的多样化需求。

2.应用案例：在神经科学研究领域，该系统已被广泛应用于脑卒中、脑胶质瘤、神经退行性疾病等研究。例如，通过实时监测脑部血氧饱和度的变化，研究人员可以深入了解脑卒中发病过程中脑组织的缺氧情况，为治疗方案的制定提供重要依据。

3.技术参数：系统配备高频超声探头（如MX250、MX550D等），支持多种频率选择，满足不同研究需求。同时，系统还具备生理信息检测系统，可实时采集体温、心率等参数，并在主机上实时显示，为实验数据的准确性提供保障。