光声显微成像系统应用的初步研究

【摘要】： 血氧饱和度是和组织新陈代谢紧密相关的功能参数,目前在体检测血氧饱和度的成像方法存在空间分辨率低和需要依赖外源放射性造影剂的缺点。光声成像基于光学吸收,能够对血色素这一内源色素进行高灵敏度和高对比度成像。此外,由于光声技术本身具有可深层成像的优势,因此有望在体对特定位置或特定血管的血氧饱和度进行检测。 本文利用实验室已搭建的暗场共焦光声显微成像系统,对其如何应用于血氧饱和度检测进行了初步探索。 为了验证系统测量吸收系数的性能,利用6种吸收介质制备吸收系数线性变化的物理模型。通过对光声测量结果和商用分光光度计测量结果进行线性拟合分析,结果显示光声测量结果的线性拟合最大模残差大约为1,和商用分光光度计相当,这表明了该光声系统具有定量测量介质吸收系数的性能。 为了验证系统检测血氧饱和度的性能,首先利用两种光谱性质不同的吸收介质进行了血氧饱和度测量的物理模型实验。结果显示该光声系统检测相对含量的误差在10%左右,大约是商用分光光度计检测误差的5倍。在物理模型的基础上,开展了血氧饱和度测量的离体血模型实验。通过比较光声系统和分光光度计的血氧检测值,结果显示两种方法的检测差距在0.47%-16.13%之间,且光声检测结果可以反映出血氧饱和度的变化趋势。以上血氧饱和度测量的物理模型和离体血模型实验结果显示了该光声系统具有定量测量血氧饱和度的性能,但目前检测结果不够精确。