光声(PA)成像是一种新兴的成像方式，它将光学对比度与超声(US)分辨率相结合。PA成像的穿透深度范围从毫米到几厘米，具体取决于激光功率、超声换能器频率和组织光学特性。利用声聚焦，声分辨率光声显微镜 (acoustic resolution photoacoustic microscopy, ARPAM) 检测局部PA信号，分辨率约为100µm，穿透深度约为 1-2 cm。
光声显微镜提供有关组织脉管系统的功能信息，而超声波则表征组织结构。这两种方式的结合提供了新的临床应用，包括接受治疗的直肠癌患者的反应评估。PA和US融合成像在癌症检测和诊断方面显示出前景。
作者团队之前已经在体内展示了融合的PA和US设备的功能，但多重挑战限制了广泛采用。本研究报告了适合临床应用的第二代声分辨率光声显微镜和超声(ARPAM/US)系统。它结合了优化的光学系统和激光耦合、检测电子设备、高数据吞吐量和实时成像显示。此外，该系统是便携式的，可以在内窥镜室中轻松操作。
为了测试系统的性能，进行了模拟和模型测试来评估稳定性、分辨率和信噪比。使用离体直肠标本进一步证明了该系统的性能，并对接受治疗的直肠癌患者进行了首次体内成像。
将该系统应用于19个离体切除的结直肠癌样本，发现正常组织、癌症组织和治疗后肿瘤组织之间存在显著不同的信号。最后，报告了第一个体内成像研究的初步结果。据作者所知，这是第一个适合在手术室和内窥镜成像室进行长期、大规模临床试验的临床应用的同类产品。
ARPAM/US系统
系统软件和控制架构
模型制造和成像
使用模型和分辨率目标对系统进行实验表征
https://doi.org/10.1016/j.pacs.2024.100640
代码链接
https://github.com/SitaiK/arpamPythonProcessing
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