光聲-超聲多模態小鼠活體成像研究系統是一種結合光聲成像與超聲成像優勢的優良生物醫學研究工具，其通過光聲模塊與超聲模塊的協同工作，實現了功能與結構信息的同步獲取，為腫瘤學、神經科學、心血管疾病等領域的研究提供了高靈敏度、高分辨率、非侵入性的活體成像解決方案。

一、系統組成與成像原理

1.光聲模塊：

配置脈沖可調式激光器，支持近紅外一區（680-970nm）和近紅外二區（1200-2000nm）的光聲成像。

利用脈沖激光照射生物組織，組織的生色基團（內源或外源）吸收特定波長的能量，轉化為熱能，使附近組織發生熱彈性膨脹，從而發射超聲波。

超聲探頭接收這些超聲波信號，并通過檢測處理，形成光聲圖像。

2.超聲模塊：

配備高頻超聲探頭，如MX250（14-28MHz）、MX550D（26-52MHz）等，可滿足大鼠、小鼠等實驗動物的成像需求。

超聲探頭將電能轉換為超聲波，通過耦合劑傳遞到小動物體內。超聲波在遇到不同密度介質的交界面時發生反射，反射回的超聲波被探頭接收后，經數模轉化形成超聲圖像。

二、系統優勢

1.高靈敏度與高分辨率：

光聲-超聲多模態小鼠活體成像研究系統光聲成像兼具光學成像的高對比度和超聲成像的高分辨率，可實現深層組織的高靈敏度成像。

超聲模塊提供高分辨率的超聲圖像，清晰顯示組織結構信息。

2.功能與結構信息同步獲取：

光聲模塊與超聲模塊協同工作，實現光聲信號與超聲影像的共定位，同步獲取功能與結構信息。

例如，在腫瘤研究中，可同時觀察腫瘤血管生成（功能信息）和腫瘤邊界（結構信息）。

3.非侵入性與實時性：

系統采用非侵入式成像方式，無需手術或電離輻射，可動態觀察生理/病理過程。

支持實時成像，適用于長期研究或需要動態監測的實驗場景。

三、應用場景

1.腫瘤研究：

監測腫瘤血管生成、血氧飽和度變化，評估抗血管生成藥物療效。

利用外源性造影劑（如金納米棒）追蹤納米粒子在腫瘤組織的分布，優化藥物載體設計。

觀察腫瘤新生血管分布特征，為個性化治療方案提供依據。

2.心血管疾病研究：

評估心臟功能（如射血分數、血流速度），監測心肌梗死后心臟功能恢復情況。

觀察血管形態變化，評估動脈粥樣硬化斑塊穩定性。

追蹤血管新生過程，評估促血管生成藥物效果。

3.神經科學研究：

無創監測腦功能活動（如癲癇發作時的血流變化）。

觀察腦卒中發生時腦部細微變化，評估腦保護策略效果。

識別腦膠質瘤等神經腫瘤，評估治療效果。

4.藥物代謝研究：

實時監測標記藥物在動物體內的分布情況，了解靶向性與代謝信息。

通過光聲成像分析藥物對腫瘤血氧飽和度的影響，評估抗腫瘤效果。

四、典型系統案例

1.Vevo LAZR-X系統：

配備MX250和MX550D超聲探頭，支持近紅外一區和近紅外二區光聲成像。

提供多種超聲成像模式（如B-Mode、M-Mode、彩色多普勒模式等），滿足不同研究需求。

在腫瘤血氧監測、心血管功能評估等研究中得到廣泛應用。

2.廣州光影細胞科技有限公司的高分辨光聲多模態小動物活體成像系統：

基于聲光共焦探測技術，實現橫向分辨率3μm、軸向分辨率75μm的高分辨成像。

支持30MHz高頻超聲探頭掃描，穿透深度達6mm，可清晰呈現小鼠全腦微血管網、深部滋養血管等結構。

提供多器官聯檢平臺，支持肝-腎-腦代謝同步監測等功能。

3.ANI光聲超聲雙模態顯微成像系統：

集成532nm和1064nm激光光源，支持無標記血管成像和近紅外二區造影劑成像。

通過一次成像同時獲得光聲和超聲模態信息，實現快速穩定成像。

適用于小鼠大腦活體成像、腫瘤新生血管監測等研究場景。