激光扫描光声显微镜在科研实验中的应用介绍

激光扫描光声显微镜是一种高分辨率的生物医学成像仪器，结合了激光扫描成像和光声显微镜的原理。广泛应用于生命科学领域，在很多应用场景下而已很好解决其他仪器光学成像深度不够、超声等仪器分辨率不够等问题，实现了精细精准的、无创的、实时的、可长期监测的光声显微应用，在肿瘤、组织器官（肾脏、肝脏等）、皮肤、脂质、脑神经、血液动力学、眼科等领域提供了全新的成像工具，为以上各领域的科学研究提供结构和功能上的高分辨率图像，为基础科学研究提供领先的解决方案。

原理：

利用激光光束对生物样本的照射，被激发的组织吸收光能并产生微小的热胀，导致产生瞬时的温度和压力变化，这些变化从而引起光声信号。这些信号通过超声传感器转化为电信号，系统可以重建样本的结构特征，形成高分辨率的图像。

优势：

（1）突破纯光学成像的深度，完善组织结构分析；

（2）提高检查的分辨率，突破3um；

（3）精准获得毛细血管的原位血流动力学数据（血氧饱和度、血流速、氧代谢速率）

（4）无需任何荧光标记物或者造影剂；

（5）纳秒激光一次激发快速形成3D成像；

应用方向（目前仅介绍部分方向）

（1）对肿瘤组织的研究

常规对肿瘤成像的科学研究使用方法有CT、MRI、活检或者活体成像，但是这些方法有的分辨率低对个体有伤害，有的就是需要离体进行检测对个体仍然有创伤。此外对于血管肿瘤的微小变化原有方法无法精准判断，对于这些问题光声显微镜都可以解决。

光声显微镜可以检测低于300um的肿瘤，并且可以长期不间断的实时观察肿瘤微血管的变化，同时也可氧代谢速率以精准划出肿瘤边界。对于脑部的肿瘤或者其他研究，可以实现无创观测，减少死亡率。

（2）皮肤研究（皮肤烫伤、创伤、烧伤、银屑病、黑色素瘤等）

皮肤样本一般检测是通过活检进行诊断，但是仅仅提高皮肤内的状态是不够的，光声显微镜可以在活体情况下深度分析皮肤内部的血管状态变化，从而评估药物或者其他处理对血管修复/新生、血氧饱和度和血流速的影响。

其中特别是对于皮肤缺损模型，我们通常是看圆形伤口的愈合情况，但是无法量化，因为圆形伤口在大鼠背部形成后会变成无规则的椭圆，不是很好量化愈合面积；但是对于光声显微镜可以很好的显示伤口周边的血管情况，从而指示愈合状态。

（3）脑研究

光声显微镜能够对小动物进行解剖、功能、分子和代谢成像，具有高度可扩展的空间分辨力和成像深度。对于中风、阿尔兹海默症、肿瘤等，在不开颅的情况下对脑血管分析，为病理诊断提高参考。

案例：