什么是光声成像技术？原理、应用介绍

近年来，光声成像作为一种新型的非侵入式生物医学成像技术，越来越受到人们的重视。那么，什么是光声成像技术?原理是怎样的?应用场景包括哪些?本文将具体梳理。

1.什么是光声成像技术

光声成像技术是基于光声效应发展而来的一种新型的非侵入式生物医学成像技术，光声效应是指脉冲或者调制激光照射在物体上后，物体吸收光能并将其转化为热能，随后发生热胀冷缩并向外辐射出声波的现象，早在1880年Alexander Bell就发现，当太阳光被快速斩断并照射在固体上时，会有可听声产生，这是光声效应的首次报道。之后，人们在液体、气体中也发现了同样的现象，这便是光声成像及技术。

2.光声成像技术原理

光声成像技术其工作原理是光声效应，即吸收物质经脉冲调制的激光后吸收激光能量，激光脉冲激发的热弹性膨胀时间远大于激光脉冲的持续时间，热量难以瞬时平衡，从而吸收物质会把吸收的光能转换为对应的热能，热弹性效应的存在会让吸收物质进行具有规律性的周期变化，从而激励出超声波信号，最后使用超声探测器接收信号实现对数据的图像重建。由于组织的光学吸收的差异性，导致产生的超声波强度大小会存在差别。实际上，光声成像既可以对组织进行几百微米级别分辨率的较深层的成像，又能对细胞或血管进行微米甚至纳米级别的浅表高分辨率的成像，同时光声成像的较为灵活的模式和安全无辐射是其主要的优势所在。

3.光声成像技术分类

根据光声信号的激发方式和接收方式不同，光声成像技术可以大致分为光声显微镜成像(Photoacoustic Microscopy，PAM)模式以及光声断层成像(PhotoacousticComputed Tomography，PACT)模式两类。

(1)光声显微成像(PAM)

是一种光束聚焦型的成像技术，光声系统的激励光源采用的是聚焦的脉冲或连续激光，吸收光能后的目标体会瞬时膨胀产生超声波，使用接收单元来接收光声信号并且进行二维扫描，最后使用峰值成像算法可构建其内部信息。按照激发光的类型和接收单元聚焦方式的差异，可以分为OR-PAM(光学分辨率)和AR-PAM(声学分辨率)。

(2)光声断层成像(PACT)

光声断层成像模式则可以提供更高的成像速度。在光声断层成像模式下，扩散的光源照射在成像区域上，随后整个区域辐射出的光声信号被超声阵列所接收。利用图像重构算法，可以得到成像区域内的组织图像。

4.光声成像技术应用场景

光学成像技术的下游应用场景众多，主要包括心脑血管组织成像、泌尿系统成像、甲状腺显像、乳腺肿瘤显像和骨关节成像与评估。

5.光声成像设备主要厂商

当前全球光声成像设备主要生产商有iTheraMedical、VisualSonics(富士)、Kibero、SenoMedical、TomoWave等均为海外厂商;同时，前三大厂商共占有全球大约75%的市场份额。

以上梳理了光声成像技术原理、分类、应用场景等，同时例举了当前全球光声成像设备主要厂商，希望对你有所帮助，如果你想了解更多相关内容，敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。

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