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《Photoacoustics》
四肢微血管动力学的功能成像为血管疾病的早期发现、诊断和预后提供了直观的信息。高分辨率、高速光声显微镜（Optoacoustic Microscopy, OAM）能够实时可视化并测量体内微血管网络的多项参数，如形态、血流量、氧饱和度和代谢率。这项研究展示了通过 OAM 高分辨率监测人类手指血管动力学的成果，证明了 OAM 在结构与功能动态成像中的优势。其精准的多参数成像能力使其成为外周血管检查的重要工具。
该研究由韩国浦项科技大学的 Chulhong Kim 教授与其团队发表于《Photoacoustics》（IF=7.4）。
研究重点
目前用于评估血管结构和功能的成像方法有很多， CT 和磁共振血管造影可提供大动脉的广域图像，但需使用对身体有潜在危害的放射线或造影剂。超声成像虽可实时观察血流，但分辨率较低，难以诊断微循环问题。OCTA 能高分辨率观察微血管，但局限于特定部位且易产生伪影，且无法深入评估血氧饱和度。
相比之下，光声成像具有显著优势。血红蛋白是光声波的内源吸收体，能够直接可视化血管。通过应用光谱技术，光声成像可以估算氧饱和度。此外，光声成像的分层 2D 图像可重建为 3D 图像，提供深度解析。由于高重复率脉冲激光器和高速扫描器的进步，多波长和高速光声显微镜（OAM）得到了广泛应用，在血管的结构和功能研究中展示出巨大潜力，尤其是在前临床和临床研究中。
图1. 利用光声显微镜（OAM）系统对手指血管进行的动脉脉搏监测。
图1 展示了 OAM 系统能够精确监测血管的微小位移，特别是在脉搏作用下的动态变化，证明了该系统在非侵入式心率监测和血管动力学研究中的潜力。
图2. 使用光声显微镜（OAM）系统在施加和释放臂带压力过程中，对手指血管血流灌注的实时监测。
图2 展示了通过 OAM 对动脉阻塞（使用臂带）和释放后的血流灌注进行实时监测，清楚地显示了血管密度的动态变化。这项研究表明，OAM 能够精确捕捉动脉阻塞期间和释放后的微血管反应，是评估血流灌注和微循环功能的有力工具。
图3. 利用光声显微镜（OAM）系统在动脉阻塞（通过臂带）期间，手指血管血氧饱和度（sO₂）变化的动态监测过程。
使用 OAM 进行 532 nm 和 559 nm 双波长扫描，实时捕捉手指血管的结构和血氧饱和度信息。实验包括对正常动脉脉搏的监测以及通过施加臂带进行动脉阻塞和释放的动态变化观察。研究结果显示，手指在阻塞期间持续消耗氧气，并且随着时间推移，血管中的血氧饱和度明显下降。这一结果证明了 OAM 在功能成像中的应用潜力，特别是在评估微血管氧气消耗和动态变化方面的能力。
论文信息：
High-resolution functional photoacoustic monitoring of vascular dynamics in human fingers
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.pacs.2021.100282
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