光声组织结构与功能成像技术及其应用基础硏究

无损光声成像技术是新发展起来的一种非入侵式和非电离式的新兴医学成像方法。其成像原理如图1所示，当短脉冲激光(纳秒或微秒量级)照射到生物组织中时，在组织中的光吸收域瞬间产生微小的温升，导致热膨胀效应激发出属于超声波范围的光声信号，被激发的光声信号携带着被照射组织光吸收特性的信息并透过组织向外传播， 通过采集组织周围的光声信号， 利用相应的图像重建算法可重建出组织内部光吸收分布的图像， 这就是光声成像的基本原理。在非光吸收域处则不产生光声信号( 即光散射不产生光声信号) ， 这样就从原理上避开了激发光的弥散对成像分辨率的影响。另外， 由于生物组织内70%是水， 超声穿透性好， 所以光声信号在生物组织内具有良好的传输特性， 不受光学散射的影响。而且产生光声信号的激发源可以是可见光波段，也可以是红外光波段，甚至是微波波段， 因此光声信号的激发具有光学指纹特性能够实现特征组织的选择性激发。光声信号所反映的组织光吸收特性又与组织的生理特征、代谢状态、病变特性甚至神经活动等密切相关， 所以， 光声成像是一种基于光学吸收差异特性反映组织生理病变的功能成像技术。