光聲成像系統技術(shù)是基于光聲轉換現象的成像方法。在檢測過(guò)程中,樣品吸收入射激光的能量而發(fā)生熱膨脹,伴隨產(chǎn)生超聲波,儀器將接收到的超聲波轉換為影像信息。樣品對激光能量吸收的差異導致超聲波強度的不同,從而形成影像的明暗差異。檢測動(dòng)物時(shí),可根據對激光能量吸收水平的不同區分不同組織。光聲成像技術(shù)結合光學(xué)和超聲兩種成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),能實(shí)現對組織體較大深度的高分辨率、高對比度的功能成像。
光聲成像系統應用領(lǐng)域:
1、心血管研究:對小動(dòng)物活體進(jìn)行心血管疾病的深入研究,系統可輸出血紅蛋白濃度和血氧飽和度的定量數據。
2、轉基因動(dòng)物模型:如大小鼠的疾病模型。
3、基因表達:在活體動(dòng)物體內觀(guān)察和研究基因的表達, 細胞或組織特異性, 及其治療反應。
4、干細胞及免疫研究:標記細胞,實(shí)時(shí)觀(guān)測活體動(dòng)物體內干細胞治療效果,并用于抗腫瘤免疫治療。
5、細菌與病毒研究:通過(guò)對細菌與病毒進(jìn)行特異性近紅外熒光探針標記,研究侵染過(guò)程,抗生素研究等。
6、藥物代謝研究:利用分子影像學(xué)技術(shù),實(shí)時(shí)監測標記藥物在動(dòng)物體內的運動(dòng)情況,從而判斷該藥物是否能夠準確到達靶區和代謝途徑,以及治療效果評測。
7、腫瘤研究:直接快速地測量和跟蹤各種癌癥模型中腫瘤的生長(cháng)和轉移,及伴隨的血管生成過(guò)程,如肝癌模型、骨轉移模型等;并可對腫瘤的生長(cháng)和轉移中血紅蛋白濃度和血氧飽和度的變化、血管生成抑制效果等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)成像與分析。
8、疾病早期診斷:用分子影像學(xué)可對分子水平的病變進(jìn)行檢測,遭遇以病理改變?yōu)樵u判基礎疾病診斷,實(shí)現疾病早期診斷。
光聲成像系統具有高速和高圖像質(zhì)量的特點(diǎn):
速度是CCD相機的另一個(gè)重要要求,CCD工業(yè)相機主要應用在配合工業(yè)產(chǎn)品線(xiàn)的裝配引導和質(zhì)量檢查,隨著(zhù)現代生產(chǎn)效率的不斷提升,對CCD相機的成像速度,機內的處理速度都有越來(lái)越高的要求。
在特殊的高速故障診斷、運動(dòng)分析和過(guò)程監控中,要求相機能夠達到500-2000fps的幀頻,隨著(zhù)CMOS的技術(shù)的不斷發(fā)展,通過(guò) [2] ROI窗口設置,現在可以輕松找到7500fps的圖像。而在普通的工業(yè)應用中100-200fps的相機也已經(jīng)不再是很難找到的產(chǎn)品。
高圖像質(zhì)量一直是成像芯片所追求的目標,盡管之前CCD在圖像質(zhì)量上有先天的優(yōu)勢,但隨著(zhù)CMOS技術(shù)的發(fā)展,目前提高高圖像質(zhì)量的CMOS芯片已經(jīng)成為可能。目前CMOS光刻技術(shù)已可以達到0.25μm和0.18μm,微透鏡技術(shù)已經(jīng)被廣泛使用,采用4T、5T和MultiT技術(shù),使CMOS芯片在抗噪聲和提高靈敏度方面取得了很多重大突破。