光声-超声双模态成像仪结合了光声成像与超声成像的优势，能够提供高分辨率、高对比度的结构与功能成像，适用于肿瘤、神经科学、心血管及皮肤科学等多领域研究，尤其在血供评估方面具有显著优势。 以下是对该技术的详细介绍：

一、技术原理与优势

1.光声成像原理

基于光声效应：脉冲激光照射组织时，光吸收体（如血红蛋白）吸收光能转化为热能，产生热弹性膨胀并激发超声波信号。超声探头接收信号后，通过计算机处理重建图像，反映组织的光吸收分布。

优势：

高对比度：不同组织的光吸收差异显著（如氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白），可清晰显示血管分布、血氧饱和度等功能信息。

深穿透性：结合超声成像的穿透能力，可实现数厘米深度的组织成像（如皮肤全层、乳腺等）。

非侵入性：无需注射造影剂或侵入性操作，适合长期动态观测。

2.超声成像原理

利用超声波在组织中的反射与传播特性，提供高分辨率的结构信息（如器官轮廓、血管走向）。

优势：

实时性：可实时监测血流动力学变化（如血流速度、方向）。

安全性：无电离辐射，适合孕妇、儿童等敏感人群。

3.双模态融合优势

结构与功能互补：超声提供解剖结构信息，光声揭示分子活动（如血氧、代谢），实现“地图+卫星图”的精准定位。

多参数分析：同步获取血管形态、血流量、血氧饱和度等参数，全面评估血供质量。

临床适用性：适用于肿瘤边界识别、疗效监测、慢性病管理（如糖尿病足血管监测）等场景。

二、在皮肤损伤血供评估中的应用

1.烧伤愈合监测

案例：在烧伤小鼠模型中，双模态成像仪动态显示损伤区域血管再生过程：

早期（1-3天）：血供减少，局部缺血；

中期（5-7天）：新生血管从损伤边缘向中心生长，血流量逐渐恢复；

后期：血管网络成熟，血氧饱和度提升。

意义：揭示促血管生成因子（如VEGF）的作用机制，指导烧伤治疗策略优化。

2.糖尿病溃疡治疗评估

案例：糖尿病小鼠足部溃疡模型中，成像仪显示：

溃疡区域：血供显著低于健康组织，新生血管形态异常（管径不规则、分支减少）；

治疗干预后：应用促血管生成药物后，血供参数改善，溃疡愈合速度加快。

意义：验证治疗有效性，筛选抗糖尿病溃疡药物。

3.皮肤创伤感染监测

案例：感染金黄色葡萄球菌的小鼠皮肤创伤模型中，成像仪检测到：

损伤区域：血流量增加（炎症反应标志），同时超声成像显示组织水肿；

结合荧光标记技术：追踪免疫细胞浸润动态，指导抗感染治疗。

意义：早期识别感染灶，避免病情恶化。

三、典型产品与技术进展

1.商业产品

迈瑞医疗Resona Y·盘古：

国内首款融合超声与光声成像的双模态产品，实现结构功能成像跃迁；

应用场景：肿瘤边界识别、心血管疾病评估、神经系统研究等。

欢影医疗Sonorover PA系列：

提供高对比度光声功能成像（如血氧、血管分布）与高分辨超声结构成像；

应用场景：肿瘤微环境研究、脑科学、皮肤科学等。

2.技术突破

三维乳腺光声成像系统：

2023年获FDA批准，可检测直径<5mm的微小肿瘤，灵敏度较传统超声提升30%；

无辐射、低成本，单次检查成本降低40%。

光声引导的组织消融技术：

结合Histotripsy（组织消融技术），实现“诊断-消融-疗效评估”全流程覆盖；

减少对健康组织的损伤，提升治疗精准度。

四、未来发展方向

1.微型化与便携化：

开发手持式光声设备（如佳能医疗的Aplio iPA），推动床旁即时诊断（POC）普及。

2.多模态融合：

结合MRI、CT等技术，提供更全面的疾病信息（如癌症分期）。

3.AI赋能：

集成AI算法，自动分析血管狭窄程度、肿瘤边界等，缩短诊断时间（如飞利浦EPIQ CVx系统诊断时间缩短50%）。

4.深部组织成像优化：

通过非线性效应增强深部组织光声信号，提升穿透深度（如动脉粥样硬化斑块分析）。