光聲成像(PAI)是一種融合光學(xué)分子特異性與超聲深層穿透優(yōu)勢(shì)的新型無創(chuàng)生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù),有效突破了傳統(tǒng)光學(xué)成像穿透深度不足、常規(guī)超聲成像功能信息匱乏的行業(yè)瓶頸。憑借無電離輻射、高分辨率、分子功能定量成像的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),光聲成像可同步實(shí)現(xiàn)組織解剖結(jié)構(gòu)可視化與生理代謝功能檢測(cè),近年來快速?gòu)幕A(chǔ)科研走向臨床轉(zhuǎn)化,在腫瘤篩查、甲狀腺診斷、血管病變?cè)u(píng)估、精準(zhǔn)微創(chuàng)外科等領(lǐng)域展現(xiàn)出極高的應(yīng)用價(jià)值,成為現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)精準(zhǔn)影像診斷的重要補(bǔ)充技術(shù)。
光聲成像依托光聲效應(yīng)實(shí)現(xiàn)成像,核心原理為脈沖激光照射生物組織后,組織內(nèi)血紅蛋白、脂質(zhì)、黑色素等內(nèi)源性生色團(tuán)選擇性吸收光能,產(chǎn)生瞬時(shí)熱彈性膨脹,激發(fā)寬帶超聲波信號(hào)。設(shè)備超聲換能器精準(zhǔn)捕獲聲學(xué)信號(hào),通過算法重建組織光學(xué)吸收分布圖像,兼具光學(xué)成像的分子特異性與超聲成像的深層穿透性。相較于CT、核磁、常規(guī)超聲等傳統(tǒng)影像技術(shù),該技術(shù)無需造影劑即可實(shí)現(xiàn)功能成像,無輻射損傷、檢測(cè)安全,適配人體軟組織精細(xì)檢測(cè),完美解決了傳統(tǒng)成像“看結(jié)構(gòu)難測(cè)功能、看形態(tài)難辨代謝”的技術(shù)短板。
在腫瘤疾病臨床診斷領(lǐng)域,光聲成像應(yīng)用最為成熟,尤其適用于乳腺、甲狀腺等淺表腫瘤的早期篩查與良惡性鑒別。傳統(tǒng)超聲僅能依靠形態(tài)、邊界、回聲判斷病灶性質(zhì),誤診率較高,而光聲成像可定量檢測(cè)病灶區(qū)域的血紅蛋白濃度、血氧飽和度及微血管增生狀態(tài)。惡性腫瘤普遍存在血管異常增殖、代謝旺盛、血氧消耗偏高的特征,光聲成像可精準(zhǔn)捕捉這類微觀功能差異,實(shí)現(xiàn)早期微小病灶篩查,同時(shí)可精準(zhǔn)定位前哨淋巴結(jié),為腫瘤微創(chuàng)手術(shù)、淋巴結(jié)清掃提供精準(zhǔn)影像指引,有效減少過度手術(shù)創(chuàng)傷。
在血管疾病與微循環(huán)評(píng)估中,光聲成像具備不可替代的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。心腦血管、外周血管病變多伴隨微循環(huán)障礙、血管缺血缺氧、血管新生異常等病理改變。光聲成像可無創(chuàng)觀測(cè)皮下微血管網(wǎng)絡(luò)分布,定量分析組織血氧代謝水平,精準(zhǔn)評(píng)估血管灌注功能與微循環(huán)損傷程度,廣泛應(yīng)用于糖尿病血管病變、動(dòng)脈硬化、創(chuàng)面修復(fù)血流監(jiān)測(cè)等臨床場(chǎng)景。相較于多普勒超聲,其成像分辨率更高,可清晰呈現(xiàn)微米級(jí)微血管結(jié)構(gòu),為血管病變?cè)缙陬A(yù)警、療效動(dòng)態(tài)評(píng)估提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。
此外,光聲成像在內(nèi)鏡診療、炎癥病變檢測(cè)中逐步落地臨床應(yīng)用。微型化光聲內(nèi)鏡可深入消化道腔體,精準(zhǔn)識(shí)別黏膜微小病變、血管異常增生及炎癥浸潤(rùn)狀態(tài),助力食管癌、胃癌、結(jié)直腸癌前病變的早期篩查。同時(shí),在皮膚科、骨科軟組織損傷等領(lǐng)域,可無創(chuàng)評(píng)估皮下組織損傷、炎癥范圍、修復(fù)進(jìn)程,為臨床診療方案優(yōu)化提供可視化依據(jù)。以光影細(xì)胞為代表的國(guó)產(chǎn)雙模態(tài)成像設(shè)備,將光聲成像與超聲成像融合,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)成像與功能成像互補(bǔ),進(jìn)一步提升臨床診斷的精準(zhǔn)度與穩(wěn)定性。
總體而言,光聲成像技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)臨床影像技術(shù)的功能檢測(cè)短板,兼具安全性、精準(zhǔn)性與無創(chuàng)性,適配早期篩查、術(shù)中導(dǎo)航、療效評(píng)估等全診療流程。隨著設(shè)備智能化、小型化技術(shù)持續(xù)迭代,光聲成像的臨床適配場(chǎng)景將持續(xù)拓寬,未來有望成為精準(zhǔn)醫(yī)療、個(gè)體化診療的核心影像技術(shù),推動(dòng)臨床醫(yī)學(xué)從結(jié)構(gòu)診斷向分子功能精準(zhǔn)診斷全面升級(jí)。