1 华南师范大学生物光子学研究院，激光生命科学教育部重点实验室暨激光生命科学研究所，广东 广州 510631
2 华南师范大学生物光子学研究院，广东省激光生命科学重点实验室，广东 广州 510631
3 广东省科学院生物与医学工程研究所，广东 广州 510316
识别动脉粥样硬化斑块的易损性是防治急性冠状动脉疾病的重要途径。纤维帽厚度、脂质核心大小、管腔狭窄程度和管腔的力学特性是评估斑块易损性的关键参数。然而，单一模态的血管内成像技术难以通过一次成像获取用于评估斑块易损性的全面信息。本团队通过复用光路和声路，将血管内超声成像（IVUS）和血管内光学相干层析成像（IVOCT）与血管内光声成像（IVPA）、光声弹性成像（IVPAE）有机结合到一起，开发了一种血管内光声-超声-光学相干层析-光声弹性四模态一体化成像探头及成像系统。该一体化成像探头的成像直径仅为0.97 mm，光学相干层析、光声、超声模态的横向分辨率分别为20.5、61.3、122.2 μm，纵向分辨率分别为15.8、57.4、72.5 μm。离体模拟样品和兔腹主动脉的在体成像实验验证了血管内四模态成像能够提供血管壁的宏观和微观结构信息，同时能够特异性识别脂质成分和反映脂质斑块的弹性力学信息。该一体化探头可一次性获取血管内斑块的多物理影像特性，有望为动脉粥样硬化斑块的深入理解和诊治提供新型的介入成像方法和工具。
医用光学 光声成像 超声成像 光学相干层析成像 光声弹性成像 血管内多模态成像
1 华南师范大学生物光子学研究院, 激光生命科学教育部重点实验室暨激光生命科学研究所, 广东 广州 510631
2 华南师范大学生物光子学研究院, 广东省激光生命科学重点实验室, 广东 广州 510631
注射微整形手术中可能会出现经皮针头扎破面部动脉血管的情况,这会导致注射药物(如玻尿酸)渗入血管形成栓子、引发血管栓塞,从而致使局部组织缺血、失明甚至中风。为解决这一问题,提出利用光声显微成像引导注射微整形手术。利用带有导针器的光声显微成像探头对固定角度插入的注射针头进行成像,得到针头的行进路线,然后对目标区域进行三维血管成像,通过图像融合并提取其中针头与血管相交区域的像素点数量,可判断针头是否会扎破面部动脉血管,降低手术风险。通过叶脉和活体小鼠成像实验验证了该方法的可行性,结果表明,该方法可以精确地引导扎针,在提高注射微整形手术安全性方面有良好的应用前景。
生物光学 光声显微成像 手术导航 注射微整形术 图像融合 中国激光
2021, 48(21): 2107002
Author Affiliations
Abstract
1 MOE Key Laboratory of Laser Life Science & Institute of Laser Life Science, College of Biophotonics, South China Normal University, Guangzhou 510631, China
2 Guangdong Provincial Key Laboratory of Laser Life Science, College of Biophotonics, South China Normal University, Guangzhou 510631, China
The previous methods to measure flow speed by photoacoustic microscopy solely focused on either the transverse or the axial flow component, which did not reflect absolute flow speed. Here, we present absolute flow speed maps by combining Doppler bandwidth broadening with volumetric photoacoustic microscopy. Photoacoustic Doppler bandwidth broadening and photoacoustic tomographic images were applied to measure the transverse flow component and the Doppler angle, respectively. Phantom experiments quantitatively demonstrated that ranges of 55° to 90° Doppler angle and 0.5 to 10 mm/s flow speed can be measured. This tomography-assisted method provides the foundation for further measurement in vivo.
medical optics and biotechnology photoacoustic imaging scanning microscopy flow speed Chinese Optics Letters
2020, 18(10): 101702
