光声成像兼具光学成像对比度高和超声成像在深层生物组织中分辨率高等优点,是近年来迅速发展起来的一种生物医学成像模态。光声显微成像(PAM)是光声成像的一种重要实现方式,利用其可以无创提供活体生物组织结构和功能信息的优点,研究人员已开展了临床前和临床应用研究。为了使不同领域的研究人员了解这一快速发展的成像技术,本文综述了光声显微成像的发展现状、最新技术和研究进展。文章首先介绍了PAM的基本原理和典型的系统实现,然后概述了包括空间分辨率、成像深度、扫描方式、信号探测手段和多模态成像等方面的重要研究进展,接着阐述了PAM在生物医学领域的应用现状,最后总结了其未来发展面临的挑战。

传统的光学投影层析受相机感光元件动态范围及曝光时间的限制, 难以对具有复杂空间结构分布的样品获取其完整且精细的三维结构信息。针对传统光学投影层析三维成像系统存在的问题, 提出了在传统光学投影层析技术中引入朗伯体光源以及线性化动态范围变换的新方法。使用朗伯体光源照射样品, 通过多次曝光分别对样品进行图像采集, 获取相机实际响应曲线, 线性化处理曲线中非线性响应区域以解决传统多次曝光动态范围变换存在的非线性失真和假象问题, 然后应用图像融合技术对多次曝光获取的原始图像数据进行融合, 运用反投影算法重构样品三维成像, 从而获得具有复杂空间结构样品的精细三维结构信息。理论分析与成像结果表明, 这种基于光学投影层析的三维结构成像新方法可以获得复杂空间结构样品更多的信息。