Bringing medical advances from the lab to the clinic
关键词：光声成像；微血管成像；Nature Biomedical Engineering▼ 即使面对成败难料的未知领域，我们也不会放弃。只为了让受疾病折磨的患者能够早日获得有效的治疗。
在临床诊断和治疗中，对微血管病理学进行评估是至关重要的，尤其是在糖尿病、炎症性皮肤疾病和心血管疾病等领域。光声成像技术（PAI）因其结合了光学成像的高对比度和超声成像的深度穿透能力，展现出在微血管成像中的巨大潜力。然而，传统PAI设备由于成像速度慢，限制了其在动态生理事件监测和实时临床应用中的使用【1】。
2024年9月30日，N. T. Huynh 等研究学者在国际顶尖期刊 Nature Biomedical Engineering 上发表了题为 A fast all-optical 3D photoacoustic scanner for clinical vascular imaging 的研究论文 【2】。研究成功开发了一种快速全光学3D光声扫描仪，该扫描仪能够在短时间内获取高分辨率的三维微血管图像，对于评估与糖尿病、皮肤炎症和类风湿性关节炎相关的微血管变化具有潜在的临床应用价值。![]()
（如需原文，请加微信healsana获取，备注20240930NBE）
🔷 快速成像能力：
通过并行化传感器读出、高脉冲重复频率（PRF）激光激励和压缩感知技术，实现了从几分钟到几秒甚至几百毫秒的快速扫描，极大减少了运动相关伪影。
扫描仪能够提供深度接近15mm的高分辨率3D微血管图像，包括小动脉、小静脉、静脉瓣和毫米级动脉和静脉。快速采集技术使得实时探头放置和动态生理事件的可视化成为可能，包括时间变化的组织灌注和其他血液动力学事件。在探索性案例研究中，该扫描仪成功用于可视化和量化与外周血管疾病、皮肤炎症和类风湿性关节炎相关的微血管变化。快速全光学PAT扫描仪在心血管医学、肿瘤学、皮肤科和风湿病学等领域显示出潜在的临床应用价值，特别是在需要快速、高分辨率成像的场合。相比于早期技术，新型扫描仪实现了显著的A线速率加速，使得每秒的A线数在1,400-64,000之间，极大地提高了成像效率。研究还展示了在更高的PRF下采集图像的能力，并通过空间子采样数据来减少扫描时间，进一步加速了成像过程。系统能够提供2D视频速率成像模式，用于实时可视化动态生理事件或快速搜索解剖区域，然后切换到3D成像模式，增加了应用的灵活性。综上所述，这项研究开发的3D光声扫描仪在临床血管成像领域具有突破性的进展，提供了一种快速、高分辨率的成像工具，有望在多种临床应用中发挥重要作用。![]()
图1. 基于Fabry-Perot（FP）的PAT扫描仪
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图2. 手和腕部区域的PAT图像
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图3. 舌背的PAT图像
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图4. 腕部和甲床血管的高分辨率PAT图像
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图5. 加速PAT采集模式
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图6. 动态PAT成像
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图7. 患有周围血管疾病的患者的足部PAT图像
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图8. 炎症反应的PAT图像
本研究开发的快速全光学3D光声扫描仪能够提供快速、高分辨率的微血管成像，这对于早期诊断和治疗监测血管相关疾病，如糖尿病、外周血管疾病和炎症性疾病等至关重要。科研上，该技术的进步不仅推动了光声成像技术的发展，还为研究微血管结构和功能提供了新的工具，有助于深入理解疾病机理和评估治疗效果。此外，这种扫描仪的快速成像能力还允许实时监测动态生理变化，为研究血流动力学和血管反应性提供了新的视角。综上，这项技术的发展为临床诊断、治疗规划和科研探索提供了一个强大的新工具，有望在未来的医学研究和临床实践中发挥重要作用。原文链接：
【1】Beard, P. Biomedical photoacoustic imaging. Interface Focus 1, 602–631 (2011).
【2】https://doi.org/10.1038/s41551-024-01247-x
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