光聲成像（Photoacoustic Imaging，PAI）是一種新興的生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，它結(jié)合了光學(xué)成像的豐富對比度和超聲成像的高空間分辨率，能夠捕獲活體動物和人類的形態(tài)、功能和分子信息，為從早期診斷到治療監(jiān)測提供了內(nèi)在的臨床指標(biāo)。利用該技術(shù)進(jìn)行早期疾病檢測的方式主要基于以下幾點(diǎn)：

　　一、成像原理

　　光聲成像檢測的是組織受光激發(fā)而產(chǎn)生的超聲信號。在成像過程中，組織受電磁照射后產(chǎn)生熱膨脹，在組織內(nèi)部形成一個初始聲場。超聲換能器在組織周圍接收到傳播出來的聲波，利用聲波信號和相應(yīng)的重建算法，反向重建出初始聲場，從而得到組織的電磁吸收分布重建。由于生物組織對聲音比對光更透明，所以就散射平均自由程而言，該技術(shù)提供了比光學(xué)顯微鏡更大的穿透性和可擴(kuò)展的空間分辨率。

　　二、應(yīng)用方式

　　1.高分辨率成像：光聲成像技術(shù)具有高分辨率，能夠檢測到微小的組織結(jié)構(gòu)變化。例如，在腫瘤檢測中，光聲顯微鏡可以診斷早期腫瘤，早期直徑小于300μm的腫瘤也可檢測到。這種高分辨率成像有助于醫(yī)生在早期階段發(fā)現(xiàn)疾病，從而采取及時的治療措施。

　　2.功能成像：該技術(shù)能夠反映組織的光吸收分布，從而提供功能成像信息。這對于檢測組織的功能異常具有重要意義。例如，在腦疾病診斷中，光聲成像可以無標(biāo)記對小鼠大腦血管形態(tài)、血氧、血流量和氧代謝進(jìn)行成像并定量，有助于理解腦生理和病理過程。

　　3.多波長成像：該系統(tǒng)可以使用不同波長的光對組織進(jìn)行成像，從而區(qū)分不同的組織成分。例如，在皮膚疾病檢測中，光聲顯微鏡可以用不同波長對皮膚中的不同成分進(jìn)行成像，如黑色素用750nm波長成像就可以與血紅蛋白區(qū)分開來，脂質(zhì)成像則需要1200nm左右，水成像則需要1450nm左右。這種多波長成像有助于醫(yī)生更準(zhǔn)確地判斷疾病的類型和程度。

　　4.無創(chuàng)檢測：光聲成像是一種無創(chuàng)成像技術(shù)，不需要對患者進(jìn)行手術(shù)或注射造影劑。這使得該技術(shù)在早期疾病檢測中具有特別的優(yōu)勢，可以減輕患者的痛苦和不適。

　　三、實際案例

　　1.早期口腔癌檢測：有研究表明，應(yīng)用半手持式光聲成像系統(tǒng)對人體嘴唇毛細(xì)血管進(jìn)行了成像，成功觀察到人體嘴唇上豐富的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)，并發(fā)現(xiàn)潰瘍區(qū)域周圍的毛細(xì)血管與正常形態(tài)不同。這提示該技術(shù)可能在早期口腔癌檢測中具有潛在價值。

　　2.早期胃癌檢測：光聲顯微鏡圖像中的微血管、胃層（上皮細(xì)胞、固有層、粘膜肌層、粘膜下層、固有肌層等）清晰可見，聯(lián)合成像結(jié)果經(jīng)組織學(xué)驗證且可信。此外，還可用于胃癌的Tis、T1a和T1b腫瘤的分化，有助于診斷早期胃癌（EGC）和內(nèi)鏡下粘膜下剝離術(shù)（ESD）。

　　四、挑戰(zhàn)與展望

　　盡管光聲成像在早期疾病檢測中顯示出巨大潛力，但仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，光在生物體內(nèi)的穿透深度有限，這限制了該技術(shù)在某些深層組織中的應(yīng)用。此外，光聲成像技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化過程也需要進(jìn)一步推動和完善。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和標(biāo)準(zhǔn)化工作的深入推進(jìn)，該技術(shù)有望在早期疾病檢測中發(fā)揮更大的作用。

　　光聲成像技術(shù)以其高分辨率、功能成像、多波長成像和無創(chuàng)檢測等特點(diǎn)，在早期疾病檢測中具有特別優(yōu)勢。未來隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，光聲成像有望在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用和推廣。